Сепарационное устройство - RU2633574C2

Чертежи

Показать все 12 чертежа(ей)

Описание

Настоящее изобретение относится к сепарационному устройству для удаления частиц из жидкости и в особенности, но не исключительно, к сепарационному устройству для использования в водяных системах отопления.

Предпосылки создания изобретения

В обычных системах отопления вода циркулирует с помощью насоса через несколько радиаторов, возможно через теплообменник в баке-аккумуляторе горячей воды и через бойлер. Во время циркуляции твердые частицы (например, окись железа), которые отделяются от внутренней части радиаторов и труб, могут оставаться взвешенными в воде. Твердые частицы также могут присутствовать в качестве загрязнений в воде, первоначально подаваемой в систему, и вода может загрязняться, когда открытый расширительный бак образует часть системы. Эти твердые частицы могут вызывать неисправности, если они накапливаются в бойлере или в насосе, и снижать эффективность отопительной системы, ограничивая поток воды и забивая радиаторы. Следовательно, вода в отопительной системе должна постоянно очищаться для удаления как можно большего количества твердых частиц.

Известны различные устройства для удаления частиц из взвеси в потоке воды. Обычно такие устройства включают в себя магнит для притягивания железных частиц и также могут включать в себя средства механической сепарации для удаления немагнитных частиц. Немагнитные частицы могут быть удалены при протекании части воды через сепарационную камеру, внутри которой расположено средство для создания препятствия для замедления потока. Тогда частицы будут выпадать из взвеси и будут улавливаться в полостях, которые могут быть легко очищены во время ежегодного обслуживания. Только часть потока замедляется для того, чтобы минимизировать падение давления в устройстве. Устройства такого типа описаны в находящихся одновременно на рассмотрении патентных заявках GB 2486173 и GB 2486172.

Известные устройства сконструированы для создания медленной скорости потока в сепарационной камере и в тоже время приводят к минимальному падению давления жидкости в устройстве. Предпочтительным является создание сепарационных устройств, которые имеют небольшой размер для того, чтобы они вставлялись в небольшие пространства. Это требует того, чтобы сепарационная камера в свою очередь была небольшой по размеру и расположенные в ней средства для создания препятствий имели соответственно ограниченную возможность по существу замедлять скорость потока жидкости в сепарационной камере. Поскольку нежелательно располагать средства для создания препятствий снаружи сепарационной камеры из-за создаваемого падения давления, существует ограничение по общей эффективности сепарации известных устройств.

При обслуживании отопительной системы сепарационное устройство должно очищаться для удаления частиц, которые были выделены из жидкости. На верхнем конце цилиндрического корпуса обычно предусматривается съемная винтовая крышка, которая после удаления обеспечивает доступ к внутренней части цилиндрического корпуса. Обычно внутри корпуса предусматривается удаляемая вставка, которая должна быть удалена для очистки.

Удаляемая вставка обычно имеет такое же продольное протяжение, что и цилиндрический корпус. Поэтому для того, чтобы обеспечить удаление вставки из корпуса, сепарационное устройство должно быть установлено там, где существует вертикальное пространство между горизонтальными поверхностями, которое по меньшей мере в два раза больше высоты корпуса. Это требование накладывает нежелательное ограничение на монтажника с точки зрения места, где устройство может быть смонтировано, в особенности места, где сепарационное устройство устанавливается на существующее оборудование. Например, часто бывает недостаточно пространства между дном бойлера и рабочей поверхностью. В некоторых случаях может быть просто невозможно размещать устройство подходящей емкости, которое требует такого большого вертикального пространства.

Сепарационные устройства часто устанавливают в отопительный контур посредством угловых соединительных элементов, которые связывают входное и выходное отверстия устройства с трубами. Угловые соединительные элементы могут быть установлены на открытых концах труб, и сепарационное устройство могут затем толкать на угловые соединители. Однако разрезание трубы точно в правильном месте и установка угловых соединителей так, чтобы они точно соответствовали входному отверстию и выходному отверстию, трудно достичь. Монтажник может пытаться присоединить угловые соединительные элементы к сепарационному устройству, привинчивая соединительные элементы на трубы. Однако существует серьезный риск повреждения сепарационного устройства при таком способе, поскольку крутящий момент гаечного ключа на угловом соединителе может быть достаточным для повреждения входного отверстия или выходного отверстия сепарационного устройства.

Целью настоящего изобретения является создание сепарационного устройства, которое уменьшает или существенно устраняет вышеупомянутые проблемы.

Сущность изобретения

В соответствии с первым аспектом настоящего изобретения предлагается сепарационное устройство для удаления частиц из взвеси в жидкости, содержащее:

корпус, имеющий первую камеру и вторую камеру;

отверстия в корпусе, обеспечивающие вход жидкости в первую камеру и выход жидкости из первой камеры;

средство для создания закручивания жидкости в первой камере;

отверстия, обеспечивающие поток жидкости между первой камерой и второй камерой;

средство для направления потока жидкости во второй камере, причем суммарный поток во второй камере проходит в направлении, по существу противоположном направлению закручивания потока в первой камере.

Поток жидкости может быть закручен во второй камере по существу в направлении, противоположном направлению закручивания потока в первой камере. То есть может быть предусмотрено средство для создания закручивания потока во второй камере.

Во второй камере могут быть предусмотрены перегородки или другие средства для создания препятствий для замедления потока жидкости во второй камере. Изменение на обратный потока жидкости для того, чтобы потоки жидкости в первой и второй камерах вращались в противоположных направлениях, служит для дальнейшего снижения скорости потока во второй камере, обеспечивая при этом минимизацию общего падения давления в устройстве. Это повышает эффективность, с которой маленькие твердые частицы могут быть выделены из жидкости.

Может быть предусмотрена третья камера с отверстиями для входа и выхода жидкости по меньшей мере либо из первой камеры, либо из второй камеры, и может быть предусмотрено средство для направления потока в третьей камере. Средство для направления потока может создавать закручивание потока в третьей камере. Поток в третьей камере может иметь по существу такое же направление, что и поток во второй камере, и первая камера может быть расположена между второй и третьей камерами. Для получения потоков, вращающихся в противоположных направлениях в камерах, поток может быть повернут в обратном направлении, когда он проходит из первой камеры во вторую камеру, и, в случае если предусмотрена третья камера, поток может быть повернут в обратном направлении, когда он проходит из первой камеры в третью камеру.

Использование третьей камеры позволяет двум камерам действовать в качестве сепарационных камер с предусмотренными средствами для создания препятствий для замедления потока. Оставшаяся камера может сохранять по существу закручивающийся поток жидкости без препятствий между входным элементом и выходным элементом и может содержать расположенный в рукаве магнит, обеспечивающий выделение намагниченных частиц в закручивающемся потоке. Использование двух сепарационных камер повышает общую эффективность устройства, поскольку больше частиц будет выделено из жидкости. В особенности расположение камер рядом как с верхним концом, так и с нижним концом сепарационного устройства, с первой камерой без препятствий в центре, обеспечивает достижение эффективной сепарации, где бы ни был расположен входной элемент в устройство, позволяя использовать отверстия в корпусе в качестве входного и выходного элементов в любом месте, обеспечивая маневренность для монтажника. Когда предусматриваются три камеры, предпочтительно, чтобы поток в сепарационных камерах имел направление, противоположное направлению закручивания потока в первой камере без препятствий, поскольку изменение направления потока на обратное на входе в каждую сепарационную камеру помогает замедлению потока в сепарационной камере (в сепарационных камерах).

Конструкция устройства с тремя камерами для удобства может быть такой, в которой первая, вторая и третья камеры имеют единую центральную ось. При использовании центральная ось может быть ориентирована вертикально для того, чтобы вторая и третья камеры находились в верхней части и в нижней части устройства.

Средство для направления потока или для создания закручивания по меньшей мере в одной из камер может быть образовано в виде единого целого со стенкой или с другим барьером, отделяющим эту камеру от другой камеры. При средстве для направления потока, образованном в виде единого целого с отверстиями, конструкция устройства упрощается.

Средство для направления потока жидкости по меньшей мере в одной из камер может содержать отверстия в камере, имеющие форму искривленных щелей.

Искривленные щели являются преимущественными, поскольку они могут быть расположены для отклонения потока жидкости в сепарационную камеру и также для изменения в обратном направлении потока жидкости.

Средство для закручивания жидкости по меньшей мере в одной из камер может содержать по меньшей мере один элемент для направления потока, проходящий от стенки камеры рядом по меньшей мере с одним отверстием в стенке камеры. Элемент для направления потока или элементы для направления потока могут образовывать наклонный дефлектор, нависающий над каждым отверстием, который может проходит ниже стенки камеры в камеру, в которой создается закручивание.

Противоположные потоки или закручивания жидкости могут создаваться по меньшей мере либо во второй камере, либо, если она предусмотрена, в третьей камере. Это может быть достигнуто посредством поворачивания в обратном направлении потока при его прохождении между первой камерой и второй или третьей камерой и поворачивания потока снова во второй или в третьей камере.

В соответствии со вторым аспектом изобретения сепарационное устройство для удаления частиц из взвеси в жидкости содержит:

корпус, имеющий первую камеру и вторую камеру;

отверстия в корпусе для входа жидкости в первую камеру и выхода и выхода жидкости из первой камеры;

средство для создания закручивания жидкости внутри первой камеры;

отверстия, обеспечивающие поток жидкости между первой камерой и второй камерой,

причем направление потока по существу изменяется на противоположное при вхождении жидкости во вторую камеру и по меньшей мере часть потока по существу снова поворачивается в противоположном направлении во второй камере.

Повторное поворачивание потока увеличивает эффективность, с которой немагнитные частицы удаляются из жидкости.

Предпочтительные и/или используемые по выбору отличительные признаки второго аспекта изобретения указаны в пп. 14-21.

В соответствии с третьим аспектом изобретения предусматривается инструмент для отсоединения соединительных элементов на входном и выходном элементах сепарационного устройства, причем инструмент для отсоединения имеет первую и вторую опорные поверхности для опоры на входной и выходной, соединительные элементы и область рукояткидля приложения силы через опорные поверхности к обоим соединительным элементам одновременно.

Рукоятка может быть предусмотрена между опорными поверхностями для обеспечения действия равномерной силы на обе опорные поверхности.

Использование инструмента для отсоединения позволяет легко извлекать сепарационное устройство из отопительного контура. Это обеспечивает дополнительную гибкость, когда выбирается место расположения для устройства, поскольку не требуется пространства для разборки устройства на рабочем месте, и обслуживание и очистка возможны после удаления устройства из отопительного контура.

На одной стороне области рукоятки может быть предусмотрен стопорный элемент, который при использовании блокирует перемещение области рукоятки и предотвращает работу рычага отсоединения. Расстояние от стопорного элемента до поверхности рукоятки может регулироваться.

Стопорный элемент служит для предотвращения случайного отсоединения устройства от отопительного контура. Такое случайное отсоединение является очень нежелательным, поскольку большое количество грязной воды может вылиться из отопительного контура, повреждая имущество.

Расстояние стопорного элемента от области рукоятки может регулироваться посредством винтовой резьбы. Винтовая резьба является удобным регулировочным средством, позволяющим надежно привинчивать стопорный элемент к телу присоединенного устройства при необходимости.

На каждой опорной поверхности может быть предусмотрена выступающая поверхность. Выступающие поверхности могут быть предусмотрены на наружной стороне каждой опорной поверхности, то есть вокруг точки на опорной поверхности, которая наиболее удалена от центральной поверхности рукоятки. Выступающие поверхности обеспечивают то, что инструмент для отсоединения создает равномерную силу на противоположных сторонах соединительных элементов на сепарационном устройстве.

Инструмент для отсоединения может быть выполнен из материала, который до некоторой степени является упруго деформируемым, например из термореактивной пластмассы. Так как сила прикладывается к области рукоятки, инструмент для отсоединения может слегка деформироваться, стороны опорных поверхностей, самые близкие к рукоятке, образуют шарнир относительно соединительных элементов сепарационного устройства, и дистальные стороны опорных поверхностей отходят от соединительного элемента. Выступающие области это компенсируют.

Стенка может проходить перпендикулярно по меньшей мере от части кромки по меньшей мере одной из опорных поверхностей. При использовании стенка образует направляющую область вокруг входного и выходного элементов сепарационного устройства. Стенка также проходит вокруг и препятствует доступу к отсоединяющему механизму, ограничивая возможность случайного отсоединения, когда устройство заблокировано. Стенка также препятствует попаданию грязи в установочный механизм, что может вызвать повреждение или утечку в соединительных элементах.

В соответствии с четвертым аспектом настоящего изобретения предлагается сепарационное устройство для использования с инструментом для отсоединения, причем сепарационное устройство включает в себя:

корпус, имеющий искривленную наружную поверхность и центральную продольную ось;

входной и выходной элементы, проходящие перпендикулярно от искривленной наружной поверхности корпуса, причем входной и выходной элементы расположены по центру на оси, причем ось проходит параллельно центральной продольной оси корпуса; и

выступающую часть, проходящую от искривленной наружной поверхности корпуса между входным отверстием и выходным отверстием, причем выступающая часть образует выступающую и по существу плоскую поверхность в плоскости, параллельной центральной продольной оси для опоры на стопорный элемент инструмента для отсоединения.

Выступающая плоская поверхность, образованная выступающей частью, обеспечивают плоскую опорную поверхность для фиксирующего элемента инструмента для отсоединения третьего аспекта изобретения. Стопорный элемент, опирающийся на искривленную поверхность, будет иметь маленькую площадь контакта и, следовательно, оказывает существенное давление на скривленный корпус, рискуя повреждением. Использование плоской опорной поверхности повышает площадь контакта, уменьшает давление и ограничивает возможность повреждения корпуса фиксирующим элементом.

На выступающую плоскую поверхность может быть нанесен знак качества или другие маркировки. Тем не менее, поверхность является по существу плоской.

Входной и выходной элементы могут включать в себя съемные соединительные элементы для присоединения входных и выходных элементов сепаратора к трубам. Съемные соединительные элементы могут быть отсоединены посредством зажимного патрона, окружающего вход в каждый из входного и выходного элементов, причем соединительные элементы отсоединяются, когда зажимной патрон толкают вовнутрь к телу сепарационного устройства. Например, соединительные элементы могут быть соединительными элементами фирмы «John Guest Speedfit (RTM)».

В соответствии с пятым аспектом настоящего изобретения настоящего изобретения для размещения первого и второго клапанов предусмотрен шаблон, причем клапаны выполнены с возможностью вращения относительно друг друга, и каждый имеет участок трубы, проходящий от одной его стороны, причем шаблон содержит тело, два параллельных круговых отверстия, проходящих через тело для зацепления с участками труб и для расположения участков труб в фиксированном положении относительно друг друга, причем каждое из параллельных круговых отверстий имеет центральную ось, причем центральные оси отверстий расположены вдоль двух параллельных линий и каждое отверстие контактирует с соответствующим участком трубы по меньшей мере в двух положениях вдоль своей длины для точного расположения оси каждого участка трубы.

Шаблон удерживает два участка трубы параллельно рядом друг с другом. Участки трубы также удерживаются на фиксированном расстоянии друг от друга.

Шаблон может быть частью узла шаблона, содержащего шаблон, и первый и второй клапаны, имеющие проходящие из них участки трубы. Параллельные отверстия шаблона могут представлять собой свободную посадку для участков трубы.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания настоящего изобретения и для того, чтобы более ясно показать посредством примера, как оно может быть осуществлено, перейдем теперь к сопроводительным чертежам, на которых:

фиг. 1 - перспективное изображение сепарационного устройства в соответствии с первым и вторым аспектом изобретения;

фиг. 2 - вид спереди сепарационного устройства по фиг. 1;

фиг. 3 - перспективное изображение вида в разрезе сепарационного устройства по фиг. 1;

фиг. 4 - перспективное изображение вставки, являющейся комплектующей частью сепарационного устройства по фиг. 1;

фиг. 5 - вид спереди вставки по фиг. 4;

фиг. 6 - вид сверху вставки по фиг. 4;

фиг. 7 - вид в перспективе лотка, являющегося комплектующей частью сепарационной камеры, которая, в свою очередь, является частью сепарационного устройства по фиг. 1;

фиг. 8 - вид снизу лотка по фиг. 7;

фиг. 9 - перспективное изображение оборудования для труб, не являющееся частью изобретения;

фиг. 10 - перспективное изображение разделителя, являющегося комплектующей частью оборудования для труб по фиг. 9;

фиг. 11 - вид сверху разделителя по фиг. 10;

фиг. 12 - перспективное изображение верхней части вставки по фиг. 4;

фиг. 13 - частичное перспективное изображение верхней части вставки по фиг. 4;

фиг. 14 - перспективное изображение вида в разрезе вставки по фиг. 4 и лотка по фиг. 7;

фиг. 15 - перспективное изображение инструмента для отсоединения в соответствии с третьим аспектом изобретения для использования с сепарационным устройством по фиг. 1;

фиг. 16 - перспективное изображение инструмента для отсоединения из фиг. 15, вставленного между сепарационным устройством из фиг. 1 и оборудованием для труб по фиг. 9;

фиг. 17 - вид в разрезе инструмента для отсоединения из фиг. 15, вставленного между сепарационным устройством по фиг. 1 и оборудованием для труб по фиг. 9, на котором инструмент для отсоединения отсоединен, чтобы обеспечивать отсоединение;

фиг. 18 - вид в разрезе инструмента для отсоединения по фиг. 15, вставленного между сепарационным устройством по фиг. 1 и оборудованием для труб по фиг. 9, на котором инструмент для отсоединения присоединен для предотвращения отсоединения; и

фиг. 19 - перспективное изображение приспособления для вставления, присоединенного к оборудованию для труб по фиг. 9.

Описание предпочтительного варианта (вариантов) осуществления

Со ссылкой, прежде всего, на фиг. 1-3 сепарационное устройство для выделения частиц из взвеси в жидкости обозначено в целом позицией 10. Предусмотрен корпус 12, содержащий тело 14 и съемную крышку 16. Тело представляет собой по существу цилиндрическую оболочку, открытую на верхнем конце, то есть тело 14 содержит дно и стенку 17 и образует основную камеру 19. Верхний конец стенки 17 тела 14 выполнен с наружной резьбой 18 и с круговым ободом 20 прямо под наружной резьбой.

Крышка 16 выполнена в форме навинчивающегося колпачка, содержащего круговой плоский верхний элемент 26 и окружную стенку 28, проходящую под кромкой верхнего элемента. На внутренней поверхности стенки 28 образована резьба 22 для взаимодействия с наружной резьбой 18 на верхнем конце стенки 17 тела 14 корпуса. Вокруг наружной стороны стенки 28 крышки 16 предусмотрено множество выемок, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга для того, чтобы помогать пользователю захватывать крышку 16 для осуществления закрывания или снятия.

Вокруг кромки нижней стороны верхнего элемента 26 крышки 16 предусмотрена выемка 30. Резиновое уплотнительное кольцо 32 расположено в выемке 30, причем примерно половина высоты уплотнительного кольца 32 проходит под нижней стороной верхнего элемента 26. Когда крышку 16 привинчивают к телу 14 корпуса 12, уплотнительное кольцо 32 сжимается между верхним элементом 26 крышки 16 и верхней кромкой стенки 17 тела 14, образуя водонепроницаемое уплотнение.

Входной и выходной элементы предусмотрены в виде первого и второго полых цилиндрических гнезд 96 в стенке 17 тела14 корпуса, каждое из которых проходит перпендикулярно одной и той же касательной цилиндрического корпуса, то есть гнезда проходят наружу от стенки корпуса 14 и параллельны друг другу на диаметре корпуса 12. Внутри гнезд 96 предусмотрены соединительные элементы 98 фирмы «John Guest Speedfit (RTM)», обеспечивающие легкую установку в отопительный контур. В гнезда 96 вставляют участки трубы, и соединительные элементы 98 фирмы «John Guest Speedfit (RTM)» захватывают участки трубы и образуют герметичное соединение. Соединительные элементы 98 фирмы «John Guest Speedfit (RTM)» включают в себя зажимные патроны 99, которые при проталкивании внутрь к телу корпуса освобождают захват на трубе, позволяя осуществлять отсоединение. Соединительные элементы «John Guest Speedfit (RTM)» позволяют легко устанавливать и удалять сепарационное устройство 10 из отопительного контура.

Параллельные входное и выходное гнезда 96 выровнены на одной и той же радиальной плоскости и обеспечивают легкое вставление в отопительный контур, поскольку входной и выходной элементы будут находиться в одной и той же трубопроводной линии при установке устройства.

На искривленной поверхности тела 14 корпуса между входным и выходным элементами 96 предусмотрена плоская выступающая часть 170.

Внутри каждого из гнезд 96 в цилиндрическом корпусе 12 предусмотрены дефлекторы 100, которые лучше всего видны на фиг. 2. Дефлекторы 100 блокируют часть каждого гнезда 96, направляя поток на входе к одной стороне и приводя к закручиванию потока внутри основной камеры 19. Кромки дефлекторов 100 расположены под углом примерно в 10° к вертикали для того, чтобы отклонять воду слегка вертикально, а также горизонтально. Использование дефлекторов 100 в обоих гнездах 96 позволяет использовать каждое гнездо в качестве входа, обеспечивая дополнительную маневренность для монтажника.

Через центр навинчиваемой крышки 16 проходит перепускной клапан 102, который ввинчивается в заглушку 50 внутри корпуса 12. Перепускной клапан включает в себя головку 106 и тело 108, причем головка 106 имеет диаметр больше, чем тело 108, для того, чтобы тело 108, а не головка 106 вставлялась через круговое отверстие в центре верхнего элемента 26 крышки 16 корпуса 12. В центре головки 106 и тела 108 предусмотрен канал 120, и ввинчиваемый перепускной клапан 121 ввинчивается и герметизирует канал 120.

В дне тела 14 корпуса предусмотрен дренажный клапан 116, содержащий ввинчиваемую заглушку с уплотнением.

При обслуживании отопительной системы сепарационное устройство 10 изолируют от отопительного контура, и перепускной клапан 121 и дренажный клапан 116 открывают для слива жидкости из корпуса 12. Затем дренажный клапан 116 закрывают, и в систему может быть введена порция антикоррозионного вещества через перепускной клапан канала 120. Линия подачи может быть присоединена к резьбовой головке. Тогда сепарационное устройство 10 отсоединяют от отопительного контура, и воздух удаляется из перепускного клапана 102. После удаления всего воздуха перепускной клапан 121 закрывают, и систему заново заполняют и/или при необходимости перепрессовывают.

Со ссылкой на фиг. 4-8 вставка 34 расположена в корпусе 12 с возможностью удаления. Вставка, как показано, содержит центральную секцию 36, образованную в виде полого цилиндра, первую сепарационную камеру 38 на верхнем конце вставки и вторую сепарационную камеру 40 на нижнем конце вставки, и устанавливается в корпус. Верхняя и нижняя сепарационные камеры 38, 40 являются по существу цилиндрическими и имеют общую центральную ось с центральной секцией 36. Верхняя и нижняя сепарационные камеры 38, 40 имеют размеры, почти полностью равные полному внутреннему диаметру тела 14 корпуса.

Полая цилиндрическая центральная секция 36 имеет искривленную стенку с толщиной, составляющей приблизительно 0,65 мм. Предусмотрены четыре усилительных ребра 37, расположенных на одинаковом расстоянии друг от друга вокруг окружности наружной поверхности цилиндрической центральной секции 36. Перпендикулярно ребрам 37 предусмотрены расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга четыре несущие стойки 33. Ребра 37 и несущие стойки 33 образуют перпендикулярные панели 35.

Внутри полой центральной секции 36 вставки 34 предусмотрен цилиндрический магнит, причем центральная секция образует защиту вокруг магнита. При использовании магнит притягивает железные частицы из закручивающегося потока жидкости в основной камере 19, причем железные частицы собираются в панелях 35 на наружной поверхности центральной защитной секции 36 вставки 34. При обслуживании отопительной системы вставка 34 может быть удалена из корпуса 12, и магнит извлечен из центральной защитной секции 36. При извлеченном магните железные частицы будут легко отпадать для последующего удаления.

Ребра и несущие стойки требуются, потому что используются тонкие стенки центральной секции 36 для того, чтобы улучшать воздействие магнита на поток.

Верхняя сепарационная камера 38 образована в виде цилиндрической оболочки с открытым верхним концом, то есть в виде круглого лотка, имеющего дно 44 и одну искривленную стенку 46. Дно 44 имеет круговое отверстие в своем центре, которое имеет такой же внутренний диаметр, что и полая центральная секция 36 защиты 34. Внутри верхней сепарационной камеры 38 выступы 48 проходят от дна 44, причем выступы 48 имеют протяженность по вертикали, совпадающую с протяженностью по вертикали стенки 46. Выступы 48 образуют внутренние стенки, которые образуют каналы внутри верхней сепарационной камеры 38.

Конструкция выступов 48 лучше всего видна на фиг 6 и 13. Конструкция зеркально симметрична относительно двух перпендикулярных осей A-A, B-B. Два выступа 56 первого типа обращены друг к другу. Выступы 56 первого типа образуют искривленную стенку 58, содержащую по существу 90° дуги окружности с радиусом кривизны слегка меньше, чем радиус верхней сепарационной камеры 38, и прямую стенку 60, проходящую вовнутрь от центра искривленной стенки 58 к центру камеры 38. Приблизительно одна треть длины прямой стенки 60 проходит за прямой линией C-C между концами искривленной секции 58. Вогнутые стороны искривленных стенок 58 обращены друг к другу.

Выступы 56 первого типа расположены так, чтобы прямая стенка 60 находилась на диаметре B-B верхней сепарационной камеры 38, и так, чтобы искривленная стенка 58 не касалась стенки 46 верхней сепарационной камеры 38, позволяя воде протекать вокруг всех сторон выступов 56.

Два выступа 62 второго типа обращены друг к другу под углом 90° к выступам 56 первого типа. Каждый выступ 62 второго типа содержит ножку 66, проходящую от стенки 46 верхней сепарационной камеры 38 к центру камеры 38, и две крюкообразные стенки 64. Ножка 66 расширяется по мере приближения к центру верхней сепарационной камеры 38, где ножка 66 встречает поверхность заглушки 50, искривляясь вокруг поверхности заглушки. Крюкообразные стенки 64 проходят от каждой стороны ножки 66 там, где она встречается с заглушкой 50, под углом около 55° от ножки так, что крюкообразные стенки 64 искривляются обратно к наружной стороне стенки 46 верхней сепарационной камеры 38. Перед тем как крюкообразные стенки 64 встречаются со стенкой 46 верхней сепарационной камеры 38, они искривляются на 90° в направлении от ножки 66, образуя крюкообразный конец. Протяжение крюка после 90° кривой является по существу половиной протяжения крюка до кривой.

Ножки 66 выступов второго типа 62 вместе с заглушкой 50 образуют стенку, проходящую через диаметр A-A верхней сепарационной камеры 38 и разделяющую верхнюю сепарационную камеру 38 на две половины. Верхняя сепарационная камера 38 зеркально симметрична относительно диаметров A-A и B-B и также симметрична относительно вращения вокруг своего центра.

Два прямых выступа 68, имеющих одинаковое вертикальное протяжение до вышеупомянутых выступов 56, 62 и до стенки 46 верхней сепарационной камеры 38, расположены рядом со стенкой 46 на диаметре B-B верхней сепарационной камеры 38, выступая вовнутрь к центру верхней сепарационной камеры 38.

В верхней сепарационной камере 38 предусмотрены четыре щели 118, одна из которых лучше всего видна на фиг. 4. Щели 118 направляют поток вверх в первую сепарационную камеру 38 в противоположных аркообразных направлениях и проходят через боковые стенки 46. То есть две щели направляют поток вверх в одном аркообразном направлении и две другие - в противоположном направлении для направления потока в верхнюю сепарационную камеру 38 независимо от направления закручивания в основной камере 19.

Два прямых выступа 63, имеющих слегка более короткое вертикальное протяжение, чем стенка 46 верхней сепарационной камеры 38, расположены на каждой из двух хорд круговой камеры 38, причем каждый выступ 63 образует стенку, отделяющую аркообразные щели 118 в стенке 46 от остальной части верхней сепарационной камеры 38.

При использовании жидкость протекает в верхнюю сепарационную камеру 38 через аркообразные щели 118. Жидкость изменяет направление, когда она сталкивается с ножкой 66 выступов 62 второго типа, и затем протекает над верхней частью прямых выступов 63. Поток продолжает течь между и вокруг выступов 56, 62, 68. Поток жидкости замедляется из-за препятствия, создаваемого выступами 56, 62, 68, и в особенности замедляется, когда он протекает между выступом 56 первого типа и выступом 62 второго типа, снова изменяя направление в области, отмеченной позицией 65 на фиг. 13. Стрелки на фиг. 13 показывают поток жидкости, проходящий через верхнюю сепарационную камеру 38.

Поток, входящий в верхнюю сепарационную камеру 38 через отдельную аркообразную щель 118, будет закручиваться вокруг одной половины круговой верхней сепарационной камеры 38, выходя из верхней сепарационной камеры 38 через щель 118, которая по существу противоположна месту входа, но расположена на той же стороне разделительной стенки, образованной ножками 66 выступов 62 второго типа на оси A-A. В зависимости от положения вращения вставки внутри корпуса и в особенности от положения аркообразных щелей 118 относительно входных и выходных гнезд 96 гораздо больший поток может проходить через одну сторону верхней сепарационной камеры, чем через другую сторону.

Таким образом, часть потока в корпусе направляется в верхнюю сепарационную камеру 38, где он существенно замедляется. Это происходит без создания существенного препятствия в основной камере 19 между входным элементом и выходным элементом устройства. Суммарный поток жидкости через камеру показан стрелкой на фиг. 13, хотя следует принимать во внимание, что завихряющиеся и обратные потоки будут присутствовать из-за средств для создания препятствий.

Нижняя сепарационная камера 40 образована в виде лотка 70, который лучше всего виден на фиг. 7 и который прикрепляется с возможностью съема к колпачку 72. Колпачок 72 представляет собой единое целое с удаляемой вставкой 34. Лоток 70 является по существу тороидальным с внутренней стенкой 76, наружной стенкой 78 и с дном 80. Наружный диаметр лотка 70 меньше, чем внутренний диаметр тела 14 корпуса, и внутренний диаметр по существу совпадает с наружным диаметром центральной секции 36 удаляемой вставки 34.

Множество плоских стенок 82 проходит от дна 80 лотка, причем каждая стенка 82 соединяет наружную стенку 78 лотка с внутренней стенкой 76 лотка и каждая имеет вертикальное протяжение немного меньше, чем вертикальное протяжение стенок 76, 78 лотка для того, чтобы вода могла протекать над плоскими стенками 82, но не под плоскими стенками 82 или вокруг плоских стенок 82. Плоские стенки 82 предусмотрены в количестве четырнадцати штук и распределены с одинаковым интервалом вокруг тороидального лотка 70 в шестнадцатых частях его окружности, а две шестнадцатые части не имеют стенок 82, причем эти две шестнадцатые части расположены напротив друг друга, и расположение стенок 82 является отраженным и осесимметричным вокруг диаметра D-D, на котором лежат шестнадцатые части без плоских стенок 82. Таким образом, плоские стенки 82 расположены в двух секциях, причем каждая секция имеет семь стенок 82.

По существу цилиндрические выступы 84 проходят от дна 80 лотка и совмещаются плоскими стенками 82 так, что цилиндрические выступы 84 проходят через плоские стенки 82 и по существу над плоскими стенками 82. Плоские стенки 82 на концах секций совмещаются с двумя цилиндрическими выступами 84 в каждой второй стенке 82 в каждой секции, оставшиеся плоские стенки 82 совмещаются с одним цилиндрическим выступом 84. Когда плоская стенка 82 имеет один цилиндрический выступ 84, цилиндрический выступ 84 находится в центре стенки 82 на одинаковом расстоянии от внутренней и наружной стенки 76, 78 тороидального лотка. Когда стенка 82 имеет два цилиндрических выступа 84, расстояние между первым цилиндрическим выступом и наружной стенкой 78 лотка равно расстоянию между вторым цилиндрическим выступом и внутренней стенкой 76 лотка. Каждое вышеупомянутое расстояние равно приблизительно одной четвертой расстояния между внутренней и наружной стенкой 76, 78.

Колпачок 72 нижней сепарационной камеры 40 образован в виде кругового верхнего элемента 86, окружающего центральную секцию 36 вставки 34 со стенкой 88, проходящей под верхним элементом 86. Внутренней диаметр колпачка 72 по существу совмещается с наружным диаметром лотка 70 нижней сепарационной камеры так, что колпачок 72 надевается на лоток 70.

В верхнем элементе 86 колпачка 72 на каждой стороне радиуса предусмотрены отверстия 89 в виде двух удлиненных прямоугольников, причем каждый с продольным протяжением, меньшим, чем расстояние между внутренней и наружной стороной верхней круговой стенки 86, и продольные оси каждого параллельны друг другу. Два прямоугольных отверстия 89 вместе зеркально симметричны относительно радиальной оси, лежащей посередине между отверстиями.

Элемент 90 для направления потока проходит вверх от верхней поверхности верхнего элемента 86 колпачка 72 по радиальной оси симметрии между отверстиями, образуя, таким образом, стенку между отверстиями. Элемент 90 для направления потока расширяется по мере его прохождения вверх так, что он образует искривленный дефлектор, расположенный рядом с каждым отверстием и нависающий над каждым отверстием.

Элемент 90 для направления потока также проходит вниз от верхнего элемента 86 колпачка 72, почти встречаясь с дном 80 нижней сепарационной камеры 40, как показано на фиг. 14. Элемент 90 для направления потока, следовательно, отводит часть закручивающегося потока в нижнюю сепарационную камеру 40 и изменяет на противоположное направление закручивания в нижней сепарационной камере 40, независимо от направления закручивания внутри корпуса 12.

В тоже время, когда жидкость отводится вниз элементом для направления потока, горизонтальное направление потока жидкости по существу изменяется в обратном направлении. Это служит для уменьшения скорости потока внутри нижней сепарационной камеры 40, повышая эффективность сепарации.

На диаметре D-D лотка 70, который образует пространство между двумя секциями из семи плоских стенок 82, около верха наружной стенки 78 предусмотрены два цилиндрических штифта 92, проходящих наружу от наружной стенки 78. В стенках 88 колпачка 72 предусмотрены взаимодействующие щели 94, проходящие вертикально от основания стенки колпачка и затем в боковом направлении. При использовании лоток 70 вставляют в щель колпачка 72 и затем вращают для прикрепления лотка 70 к колпачку 72 в виде байонетного соединения.

Сепарационное устройство, показанное на чертежах и описанное выше, создает три вращающихся в противоположную сторону потока. Завихрения и обратные закручивания могут возникать в любой из камер, но направление общего потока будет такое, как указано.

Со ссылкой на фиг. 9-11 оборудование для установки сепарационного устройства 10 последовательно в центральный отопительный контур обозначено в целом позицией 130. Оборудование 130 содержит первое и второе гнезда 132 для вставления открытых концов труб, обжимной компрессионный фитинг 134 известной конструкции на каждом гнезде 132 для образования герметичного соединения с концами труб, и первый и второй участки 136 трубы, выполненные с возможностью жидкостного соединения соответственно с первым гнездом для трубы и вторым гнездом для трубы для вставления в соединительные элементы 98 фирмы «Speedfit (RTM)» во входном и выходном элементах 96 на корпусе 12 сепарационного устройства 10. Первый клапан 138 выполнен с возможностью регулирования для прерывания жидкостного соединения между первым гнездом 132 для трубы и первым участком 136 трубы, и второй клапан 140 выполнен с возможностью регулирования для прерывания жидкостного соединения между вторым гнездом 132 для трубы и вторым участком 136 трубы. Одно из двух гнезд 132 имеет большую глубину вставления, чем другое, например в два раза большую глубину вставления.

На задних частях гнезд 132 для трубы предусмотрены заглушки 142. Заглушки включают в себя круговую секцию 143, расположенную рядом с задней частью гнезд 132 для трубы, и квадратную зажимную секцию 145 на конце каждой заглушки 142. Вокруг искривленной поверхности кольцевой секции 143 предусмотрены выемки 147, и уплотнительное кольцо 149 вставляется внутрь выемки, выступая за искривленную поверхность.

Разделитель 144 предусмотрен для установки между задними частями первого и второго гнезд 132 для трубы. Разделитель 144 выполнен с размерами, при которых во время его установки обеспечивается такое же расстояние между участками 136 трубы на оборудовании 130, что и расстояние между соединительными элементами 98 фирмы «Speedfit (RTM)» в гнездах 96 на корпусе 12 сепарационного устройства 10.

Разделитель 144 образован по существу в виде цилиндра. На наружной стенке 152 разделителя 144 предусмотрены выемки 146 для обеспечения жесткости при кручении без увеличенной массы. Гнездо 148 проходит через разделитель сверху донизу и имеет форму круга с двумя противоположными усеченными сегментами. На каждом конце разделителя 144 гнездо 148 имеет круговые секции без усеченных сегментов. Круговые концевые секции гнезда выполнены с размерами, позволяющими вставление круговых секций 143 заглушек 142. Круговые секции 143 заглушек 142 не будут вставляться через части гнезда 148, имеющие усеченные сегменты, однако квадратные секции 145 заглушек 142 вставляются в усеченные секции гнезда.

Когда заглушку 142 вставляют в гнездо 148, квадратная концевая зажимная секция 145 заглушки 142 будет вставляться в часть гнезда 148, которая имеет усеченные сегменты. Закручивающая сила, которая действует на один из компрессионных фитингов 134, будет, следовательно, передаваться через разделитель к другому компрессионному фитингу 134. При использовании двух гаечных ключей эффективный крутящий момент, который передается от входного элемента и выходного элементов 96 сепарационного устройства 12, существенно уменьшается, ограничивая возможность повреждения. Зажимной элемент может иметь различное поперечное сечение, если требуется, такое как, например, шестиугольник. Когда заглушка 142 полностью вставлена в гнездо 148, уплотнительное кольцо 149 на заглушке 142 действует для удержания и выравнивания заглушки 142 в гнезде 148, требуя положительную силу для удаления.

При использовании секция центрального нагревающего потока или обратная труба удаляется. Там, где возможны манипуляции с центральной нагревательной трубой, оборудование 130 может быть установлено без удаления разделителя 144. Гнездо 132 с большей глубиной вставления трубы устанавливают первым, и оно скользит поверх конца трубы до тех пор, пока гнездо 132 с меньшей глубиной вставления трубы не будет обращено на открытый конец трубы. Затем оборудование скользит в другом направлении поверх открытого конца трубы.

Разделитель 144 может быть альтернативно удален полностью для того, чтобы позволить вставление сепарационного устройства 10 в невертикальную секцию потока или в обратную нагревательную трубу. Участки 136 трубы могут быть отдельно вставлены в каждый из соединительных элементов 98 фирмы «John Guest (RTM) Speedfit» и могут быть повернуты на 360° для того, чтобы подходить к угловому проходу центральной нагревательной трубы. Для того чтобы сепарационное устройство 10 было наиболее эффективным, оно должно быть установлено вертикально с корпусом 106 перепускного клапана в самом верхнем положении и с дренажным клапаном 116 в самой нижней точке. Самым обычным вариантом является установка в вертикально ориентированную трубу, но при удалении разделителя 144 сепарационное устройство 10 может быть установлено в невертикальную вырезанную секцию центральной нагревательной трубы в силу гибкости оборудования 130.

Обратимся к фиг. 15-18, на которых показан инструмент для отсоединения, обозначенный в целом позицией 150, для использования с сепарационным устройством 10. Инструмент 150 для отсоединения содержит два круговых диска 152, имеющих круговое отверстие в их центрах, стенку 154, проходящую от кромки каждого диска 152, и соединительную рукоятку 156 между дисками 152. Круговой стопорный элемент 158 включает в себя секцию внутренней резьбы, проходящую через его центр, и соответствующую секцию 160 наружной резьбы, проходящую перпендикулярно от соединительного элемента 156. Круговой стопорный элемент 158 накручивают на секцию 160 наружной резьбы, причем расстояние между стопорным элементом 158 и соединительным ручным элементом 156 регулируется посредством вращения стопорного элемента 158 для его перемещения вдоль секции наружной резьбы 160.

Соединительные элементы 98 фирмы «John Guest Speedfit (RTM)» на входном и выходном элементах 96 сепарационного устройства 10 включают в себя втулки 99, которые при проталкивании их к телу сепарационного устройства 10 позволяют отсоединять сепарационное устройство 10 от присоединенного оборудования 130 для трубы. Когда сепарационное устройство устанавливают, инструмент 150 для отсоединения располагают поверх участков 136 труб оборудования 130 для труб так, чтобы участки 136 труб проходили через отверстия в дисках 152 инструмента для отсоединения. Соединительные элементы 98 фирмы «John Guest Speedfit (RTM)» на сепарационном устройстве 10 входят затем в зацепление с участками 136 труб оборудования 130. Стопорный элемент 158 вращают таким образом, чтобы он перемещался вдоль секции 160 наружной резьбы в направлении от соединительного ручного элемента 156 до тех пор, пока он не будет примыкать к плоской выступающей секции 170 на искривленной поверхности тела сепарационного устройства 10, как показано на фиг. 18. При стопорном элементе, примыкающем к сепарационному устройству, соединительные элементы 98 фирмы «Speedfit (RTM)» не могут быть выведены из зацепления, поскольку зажимные патроны 99 недоступны.

Плоская секция 170 обеспечивает плотную посадку на стопорный элемент при уменьшении давления посредством увеличения контактной площади, что ограничивает возможность повреждения.

Когда сепарационное устройство необходимо удалить из оборудования для труб, например для очистки, стопорный элемент 158 поворачивают так, чтобы он перемещался вдоль секции 160 наружной резьбы к соединительному ручному элементу 156 и от тела сепарационного устройства, как показано на фиг. 17. При стопорном элементе 158, примыкающем к соединительному ручному элементу 156, инструмент 150 для отсоединения может быть перемещен к телу сепарационного устройства 10, при этом диски 152 имеют опорные поверхности, которые входят в зацепление с зажимными патронами 99 соединительных элементов 98 фирмы «Speedfit (RTM)» для отсоединения.

Как лучше видно на фиг. 15, инструмент 150 для отсоединения включает в себя выступающие поверхности 172 на наружных кромках опорных поверхностей 152. Выступающие поверхности обеспечивают равномерное действие силы на каждую сторону зажимных патронов 99 при использовании. Инструмент 150 для отсоединения слегка искривлен, и он также может быть слегка деформирован при использовании, наружные кромки (самые дальние от рукоятки) изгибаются в направлении от направления приложения силы, действующей на рукоятку. Выступающие поверхности 172 компенсируют это, обеспечивая то, что инструмент для отсоединения поворачивается вокруг наружных кромок зажимных патронов, а не вокруг внутренних кромок так, чтобы внутренние кромки проталкивались в зажимной патрон при приложении силы, а не наружная кромка перемещалась от зажимного патрона. Таким образом, равномерная сила прилагается к противоположным сторонам соединительных элементов, и они легко освобождаются.

Инструмент для отсоединения обеспечивает надежную установку и легкое отсоединение сепарационного устройства. Так как сепарационное устройство может быть легко полностью удалено из трубопроводной сети, монтажник имеет дополнительные возможности, когда сепарационное устройство устанавливается первоначально. Возможность быстрого отсоединения означает, что нет необходимости обеспечивать большое пространство над сепарационным устройством для отвинчивания закрывающей части 16 и удаления съемной вставки 34, когда устройство находится на своем месте. Это позволяет осуществлять установку, например, между дном бойлера и рабочей поверхностью, где обслуживание и очистка сепарационного устройства иначе будет невозможна.

Обратимся к фиг. 19, на которой изображен установочный шаблон, обозначенный позицией 180, соединенный с оборудованием 130 для труб. Установочный шаблон содержит два отверстия 182, 184 для вставления первого и второго участков трубы, и соединительную секцию 186, отделяющую отверстия 182, 184 на фиксированное расстояние. Оси отверстий 182, 184 параллельны, и отверстия имеют глубину в диапазоне от 10 мм до 30 мм, предпочтительно около 25 мм. Отверстия представляют собой свободную посадку на первую и вторую части трубы, и отверстия скользят по частям трубы,удерживая их точно и прочно на одной линии относительно друг друга. Установочный шаблон обеспечивает выравнивание первого и второго участков 136 трубы так, чтобы они находились в правильном положении при установке сепарационного устройства 10. Если сепарационное устройство само используется для этой цели, существует опасность повреждения, когда крутящий момент прилагается к компрессионным фитингам 134. Использование приспособления для вставления исключает этот риск.

В силу того что входные и выходные соединения располагаются последовательно, сепарационное устройство 10 легко вставляется. Более того, входной и выходной элементы могут быть взаимозаменяемыми, то есть направление потока может быть изменено, и сепарационное устройство будет эффективно работать при потоке в любом направлении. Все сепарационные камеры способны работать с закручиваниями в обоих направлениях внутри корпуса. При использовании трех камер с потоком, вращающимся в противоположном направлении, фильтрация достигается по существу без воздействия на скорость потока.

Описанные выше варианты осуществления описаны только посредством примера, и различные изменения и модификации понятны для специалистов в данной области техники без отхода от объема настоящего изобретения, как определено в прилагаемой формуле изобретения.

Реферат

Изобретение относится к сепарационному устройству для удаления частиц из жидкости. Сепарационное устройство содержит корпус (12), имеющий первую (19) и вторую (40) сепарационные камеры, перегородки для создания препятствия внутри второй камеры (40), отверстия (98) в корпусе для входа и выхода жидкости в первую камеру (19), средство (100) для создания закручивания жидкости внутри первой камеры (19, отверстия, обеспечивающие поток жидкости между первой камерой (19) и второй камерой (40), средство для направления потока жидкости внутри второй камеры. Суммарный поток во второй камере проходит в направлении, по существу противоположном направлению закручивания потока в первой камере. Технический результат: простота монтажа, эффективная работа устройства при потоке в любом направлении. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 19 ил.

Формула