Самоочищающееся устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 13е, 5/02

17f, 5/11

Заявлено 17.Ч.1965 (№ 1007767/24-6) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 30.VII.1966. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 12.IX.196б

МПК Г 22h

F 25h

УДК 66.045.1+66.048. .54)-776. 6(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Б. Г. Ковров и Е. С. Мельников

Институт физики Сибирского отделения Академии наук СССР

Заявитель

САМООЧ ИЩАЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО

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 циркуляции одного или нескольких очищающих предметов, например шариков, под воздействием напора потока среды, содержащие корпус с соплами для подачи и выпуска среды. B таких устройствах на внешней 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 шариком 8. Для увеличения рабочего хода очистки входное сопло расположено в непосредственной близости от выходного сопла 4.

10 Среда, подаваемая во внутреннюю полость, не направится сразу по кратчайшему пути на выход, а по инерции обежит по контуру больший путь и выйдет в выходное сопло. Такой же путь как и среда проделает очищающий

15 предмет, но, будучи более инерционным, чем среда, он проскочит выходное сопло и опять попадет под входную струю, где получит новый толчок.

Таким образом, предмет будет циркулиро20 вать непрерывно, и как механический дворник очищать отложения с внутренних стенок. Счищенные отложения унесутся со средой. В этом случае расход Q> среды через поперечное сечение внутренней полости корпуса, которое

25 расположено на большем расстоянии между соплами, будет равен расходу Q2 среды через входное сопло, Если очищающий предмет мало инерционен, он пройдет мимо выходного сопла, увлекае30 мый средой в результате инерции потока, не184883

65 прерывно циркулирующего по замкнутому контуру.. При этом расход QI среды будет больше расхода Qi на величину расхода Q3 через поперечное сечение внутренней полости, которое расположено па наименьшем расстоянии между соплами.

Количество очищающих предметов может быть произвольным. Размеры и форма их поперечного сечения должны приближаться к размеру и форме поперечного сечения внутренней полости устройства, чтобы сила давления потока среды на них была максимальной.

По форме эти предметы должны быть такими, чтобы, вращаясь, при движении они могли самоочищаться, Сопла могут располагаться с внешней и внутренней сторон контура. Если контур везде выпуклый и имеет достаточно малый радиус кривизны, то предпочтительным является вариант со входным соплом, располо женным снаружи контура и с выходным с внутренней стороны контура (фиг. 2).

При движении многокомпонентной среды IIO гнутренней полости, имеющей искривленный контур, вследствие центробе кных 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 среды на очищающий 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, например, однй очищающий предмет.

Со стороны выходного сопла предмет подперт пружинной 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 продол>кать действовать сила давления среды и сила инерции. Вследствие этого движущийся предмет отожмет защелку и вытеснит неподвижный предмет с его места. С этого момента бывший неподвижный предмет попадет под действие струи среды и начнет передвигаться и чистить устройство, а бывший подвижный предмет, сообщив вытесненному предмету свою кинетическую энергию, останется па его месте.

Дальнейшее продви>кение вытесненного предмета аналогично вышеописанному.

Неподвижный предмет здесь играет роль об ратного клапана, препятствующего проходу

1О

55 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 па фиг. 4, отличается простотой изготовления.

Отличие предлагаемого устройства еще и в том, что отпадает надобность в каких-либо сальниковых уплотнениях для вывода подвижных валов 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.

B 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 изнашивались.

В предлагаемом устройстве на одну очищаемую полость приходится один или несколько очищающих предметов, 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 не требует никакого ухода.

Кроме того, в связи с резким уменьшением числа очищающих предметов, например до

1 — 2, отпадает необходимость в накопительkl0M 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 циркуля184883

1, аког 1 Ъг 4

Составитель И. Фролова

Редактор П. Вербова Техред Г. Е. Петровская

Корректор T. Н. Костикова

Заказ 2716/2 Тираж 1600 Формат бум. 60+90

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 ции одного или нескольких очищающих предметов, например шариков, под воздействием напора потока среды, содержащее корпус с соплами для подачи и выпуска среды, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности очистки и упрощения конструкции, 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.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью увеличения давления потока среды на очищающий предмет и предотвращения попадания среды по кратчайшему пути в выходное сопло, корпус снабжен обратным клапаном, открывающимся со стороны выходного

5 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 защел10 кой, установленной на кратчайшем пути между входным и выходным соплами для удержания попеременно одного из минимум двух очищающих предметов с тем, чтобы использовать его в качестве обратного клапана.