Изобретение относится к очистке устройств для сред, осаждающих на рабочих поверхностях различные вещества, например накипь или клетки культивируемых биологических культур.
Известны самоочищающиеся устройства с замкнутым контуром непрерывной циркуляпни одного или нескольких очищающих предметов, например щариков, под воздействием напора потока среды, содержащие корпус с соплами для подачи и выпуска среды. В таких устройствах на внещней линии замкнутого контура устанавливается сепаратор для отделения очищающих тел от рабочей среды.
Предлагаемое самоочищающееся устройство позволяет отказаться от установки сепаратора, что значительно упрощает схему циркуляции очищающих тел. Это обеспечивается тем, что замкнутый контур осуществлен внутри корпуса, выполненного, например, в виде тороида с установленным тангенциально к образующей входным соплом, расположенным для увеличения рабочего хода очистки в непосредственной близости от выходного сопла.
На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - вариант устройства с выходным соплом, направленным к центру кривизны корпуса; на фиг. 3 - вариант самоочищающегося устройства с двумя очищающими предметами и пружинной защелкой; на
фиг. 4 - вариант узла с соплами для самоочищающегося устройства.
В корпус 1, выполненный, например, в виде тороида, через входное сопло 2, установленное тангенциально к образующей, вводится среда с очищающим предметом, например щариком 3. Для увеличения рабочего хода очистки входное сонло расположено в непосредственной близости от выходного сопла 4.
Среда, подаваемая во внутреннюю полость, не направится сразу по кратчайщему пути на выход, а по инерции обежит по контуру больший путь и выйдет в выходное сопло. Такой же путь как и среда проделает очищающий
предмет, но, будучи более инерционным, чем среда, он проскочит выходное сопло и опять попадет под входпую струю, где получит новый толчок. Таким образом, предмет будет циркулировать непрерывно, и как механический дворник очищать отложения с внутренних стенок. Счищенные отложения унесутся со средой. В этом случае расход Qi среды через поперечное сечение внутренней полости корпуса, которое
расположено на больщем расстоянии между соплами, будет равен расходу Qg среды через входное сопло.
прерывно циркулирующего по замкнутому коптуру. При этом расход Qi среды будет больше расхода Q на величину расхода Qs через поперечное сечение внутренней полости, которое расположено на наименьшем расстояНИИ между соплами.
Количество очиш,ающих предметов может быть произвольным. Размеры и форма их поперечного сечения должны приближ;аться к размеру и форме поперечного сечеиия впутренней полости устройства, чтобы сила давления потока среды на них была максимальной. По форме эти предметы должны быть такими, чтобы, враш,аясь, при движении они могли самоочиш,аться. Сопла могут располагаться с внешней и внутренней сторон коптура. Если коптур везде выпуклый и имеет достаточно малый радиус кривизны, то предпочтительным является вариант со входным соплом, расположенным снаружи контура и с выходным с внутренней сторопы контура (фиг. 2).
При движении многокомпонентной среды по виутренней полости, имеюпдей искривленный контур, вследствие цептробежных сил возможно ее расслоение на компоненты согласно их удельным весам. В этом случае для вывода всех компонентов среды выходное сопло можно располагать перпендикулярно плоскости кривизны.
Для увеличения силы давления потока ереды на очип;аюш,ий предмет и предотвращения попадания среды из входного сопла в выходное кратчайшим путем на этом пути установлен обратный клапан, открывающийся со стороны выходного сопла в сторону входного от удара по нему очищающего предмета и пропускающий этот предмет.
Для этой же цели предлагается устройство с минимум двумя очищающими предметами (фиг. 3). Размеры его выбраны такими, что на короткой дуге между соплами может поместиться, папример, один очищающий предмет. Со стороны выходного сонла предмет подперт пружиппой защелкой 5. В сторону входного сопла предмет не будет пускать струя среды, под давлением выходящая из входного сопла, для прохода через которую необходимо некоторое усилие. Второй предмет в это время будет обегать по большой дуге остальную часть контура. Подойдя к выходному соплу, предмет не сможет остановиться перед защелкой, поскольку на него будут продолжать действовать сила давления среды и сила инерции. Вследствие этого движущийся предмет отожмет защелку и вытеснит неподвижный предмет с его места. С этого момента бывший неподвиж:ный предмет попадет под действие струи среды и начнет передвигаться и чистить устройство, а бывший подвижный предмет, сообщив вытесненному предмету свою кинетическую энергию, останется на его месте.
Дальнейшее продвижение вытесненного предмета аналогично выщеописанному.
среды по нежелательному пути.
Устройство может быть составлено из нескольких параллельно или последовательно включенных секций с самостоятельными контурами циркуляции очищающих предметов.
Форма замкнутого контура устройства может быть различной - круг, прямоугольник и т. д. Для увеличения поверхности при минимальных габаритах устройство может быть выполнено в виде замкнутой спирали, замкнутого змеевика или замкнутой плоской змейки. В качестве одного из вариантов предлагается устройство, у которого входное сопло направлено не по касательной к замкнутому контуру, а под некоторым углом, обеспечивающим минимальный излом входной струи при выходе ее из сопла. Узел с соплами, показанный на фиг. 4, отличается простотой изготовления.
Отличие предлагаемого устройства еще и в том, что отпадает надобность в каких-либо сальниковых унлотнениях для вывода подвижных палов из устройства наружу. Следовательно, устройство полностью герметично.
Для уменьшения износа и снятия твердых отложений очищаемые предметы предпочтительно делать металлическими; чем тяжелее предмет, тем более твердые отложения он сможет снять.
В известных устройствах, где было множество очищающих предметов и параллельных проходов, последние не всегда очищались равномерно, так как предметы в проходы попадали в основном тогда, когда их удельный вес был близок к удельному весу среды, в которой они находились, так как среда (жидкость и газ) имеет низкий удельный вес, предметы должны быть легкими. Выполнялись они из хрупких и мягких материалов. Изготовление легких предметов из твердых материалов технологически затруднено, поэтому очищающие предметы быстро изнащивались.
В предлагаемом устройстве на одну очищаемую полость приходится одип или несколько очищающих нредметов, поэтому их можно изготовлять из твердых материалов, что уменьшает износ. Размер твердого очищающего предмета должен быть меньше размера полости, а величина зазора несущественно влияет на эффективность очищения твердыми предметами. Известны даже случаи применения дроби. В течение большого срока эксплуатации устройство пе требует никакого ухода.
Кроме того, в связи с резким уменьшением числа очищающих предметов, папример до 1-2, отпадает необходимость в накопительном устройстве для удобства их замены при износе.
Предмет изобретения
1. Самоочищающееся устройство для сред, осаждающих на рабочих поверхностях различные вещества, например накипь или клетки культивируемых биологических культур, с замкнутым контуром непрерывной циркуляции одного или нескольких очищающих предметов, например щариков, под воздействием напора потока среды, содержащее корпус с соплами для подачи и выпуска среды, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности очистки и упрощения конструкции, замкнутый коптур осуществлен внутри корпуса, выполненного, например, в виде тороида с установленным тангенциально к образующей входным соплом, расположенным для увеличения рабочего хода очистки в непосредственной близости от выходпого сопла.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения давления потока среды на очищающий предмет и предотвращения попадания среды по кратчайщему пути в выходное сопло, корпус снабжен обратным клапаном, открывающимся со стороны выходного сопла в сторону входного под ударом очищающего предмета, пропуская последний для продолжения циркуляции.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что корпус снабжен внутри пружинной защелкой, установленной на кратчайщем пути между входным и выходным соплами для удержакия попеременно одного из минимум двух очищающих предметов с тем, чтобы использовать его в качестве обратного клапана.
г. - Фие. 1
2
ттт
4
