Устройство для фильтрования и залива в герметичные емкости с больших глубин различных жидкостей

 

Изобретение предназначено для фильтрования и залива различных жидкостей в емкости, находящиеся на большой высоте от места, например разлива. Устройство содержит прокладку с фланцем, с помощью которых перекрыто заливное отверстие, например железнодорожной цистерны. На этом фланце закреплен воздухораспределитель, шток которого с поплавковым клапаном помещены в эту емкость, эжектор, пассивное сопло которого связано с внутренней полостью емкости, магистраль сжатого воздуха, дополнительную герметичную емкость с воздухораспределителем, шток которого с поплавком помещены в эту дополнительную емкость, заборным шлангом с фильтром и обратным клапаном. Обе эти емкости связаны между собой трубопроводами, а также через свои воздухораспределители - с магистралью сжатого воздуха и эжектором. Дополнительная емкость используется как "ступенька" при подъеме жидкости, что позволяет увеличить высоту подъема отфильтрованных и переливаемых жидкостей. 1 ил.

Изобретение относится к области фильтрования и залива в герметичные емкости с больших глубин различных жидкостей.

Известно "Устройство для автоматического фильтрования жидкостей" (а.с. N 1187847, класс B 01 D 37/04, приоритет от 16.5.84 г.). Оно состоит из вакуумного фильтра, промежуточной камеры, эжекторов, поплавковых клапанов, постоянных магнитов, воздухораспределителей, в которых установлены штоки, фильтрующих элементов, регулировочных кранов, трубопровода с сжатым воздухом, связывающего гальваническую ванну с промежуточной камерой, нижнего сливного клапана промежуточной камеры, клапана верхней камеры вакуумного фильтра, нижнего сливного клапана камеры фильтрата, фильтровальной перегородки и шайб, установленных на поплавковых клапанах.

Во время работы устройства сжатый воздух подводится к эжектору промежуточной камеры, который откачивает из нее воздух. При достижении определенного вакуума электролит через дюритовый шланг перекачивается из гальванической ванны в промежуточную камеру. После заполнения ее электролитом поплавковый клапан всплывает вверх и открывает нижний сливной клапан, через него электролит сливается в вакуумный фильтр. В верхнем положении поплавковый клапан удерживается постоянными магнитами.

Одновременно с этим шток поплавкового клапана перемещается в корпусе воздухораспределителя, закрывает подачу сжатого воздуха к эжектору, производящего откачку воздуха из промежуточной камеры и связывает ее через эжектор с атмосферой. И слив жидкости из промежуточной емкости происходит быстро и равномерно. После слива электролита из промежуточной камеры на поплавковый клапан перестает действовать заталкивающая сила, постоянные магниты не могут удерживать поплавковый клапан в верхнем положении, так как вес поплавкового клапана больше силы взаимодействия постоянных магнитов, и он опускается, закрыв нижний сливной клапан, а шток воздухораспределителя открывает подачу сжатого воздуха к эжектору и цикл работы повторяется.

После заполнения электролитом верхней камеры вакуумного фильтра открывают кран и в работу включается эжектор, который производит откачку воздуха из камеры фильтрата вакуумного фильтра. Верхняя и нижняя камеры его разделены фильтровальной перегородкой, на которую кладутся фильтровальные элементы: сукно, специальные ткани и т.д.

Работа вакуумного фильтра основана на перепаде атмосферного давления в верхней камере и вакуума в камере фильтрата. Аналогично с поплавковым клапаном в промежуточной камере работает и поплавковый клапан, установленный и в камере фильтрата, где во время слива она сообщается через свой эжектор с атмосферой. Поэтому и из нее слив электролита происходит быстро и равномерно.

А поплавковый клапан, установленный в верхней камере вакуумного фильтра служит для предотвращения перелива электролита в нее.

К недостаткам этого устройства следует отнести сложность конструкции, высокую стоимость в изготовлении, а также ограниченную высоту подъема жидкостей за счет перепада давлений: вакуума и атмосферного, - можно поднять воду не выше 10 м.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является выбранное в качестве прототипа "Устройство для фильтрования и залива в герметичные емкости различных жидкостей" (патент РФ N 2091127, приоритет от 24.5.96 г.).

Оно содержит герметичную емкость, например железнодорожную цистерну, заливное отверстие которой заглушено прокладкой с фланцем, на котором установлены и закреплены воздухораспределитель, эжектор, зaборный шланг с краном, фильтром и вакуумметр.

Корпус его воздухораспределителя выполнен из двух втулок: верхней и нижней. Его нижняя внутренняя полость связана через трубопровод с магистралью сжатого воздуха. А нижний конус нижней втулки перекрыт конусом штока, который установлен в корпусе воздухораспределителя, у него имеется еще и верхний конус. На штоке во внутренней полости цистерны установлен между регулировочными упорами поплавковый клапан с регулировочным грузом. Между конусом в верхней втулке, отверстием и штоком имеется зазор, а верхняя полость воздухораспределителя соединена трубопроводом с активным соплом эжектора, а его пассивное сопло связано через переходник и отверстием в нем с внутренней полостью цистерны, в нем установлен предохранительный клапан с поплавком. В условной емкости имеется жидкость, которую надо отфильтровать.

Работа устройства. Перед началом работы перекрыть заливное отверстие цистерны с помощью прокладки и фланца, на котором закреплены воздухораспределитель, эжектор, заборный шланг с краном, фильтром и вакуумметром. Открыть краны в магистрали сжатого воздуха и у вакуумметра. Сжатый воздух, пройдя через воздухораспределитель и эжектор, производит откачку воздуха из цистерны.

После достижения в ней определенного вакуума фланец поджимается к ней за счет перепада давлений: вакуума и атмосферного. И тогда за счет перепада этого давления жидкость, которую надо отфильтровать и слить в цистерну, пройдя через фильтр, будет по заборному шлангу сливаться в цистерну. А после заполнения ее поплавковый клапан всплывет вверх, поднимет шток за счет упора в верхнее положение, перекроет своим наружным конусом отверстие, через которое сжатый воздух поступал к эжектору и будет удерживаться в этом положении сжатым воздухом. А эжектор свяжет цистерну с атмосферой и она больше не будет заполнятся жидкостью.

После этого надо закрыть кран в магистрали сжатого воздуха, снять фланец и закрыть заливное отверстие цистерны ее крышкой.

К недостаткам этого устройства следует отнести ограниченную высоту подъема жидкостей за счет перепада давлений: вакуума и атмосферного, с помощью которого можно поднять и слить жидкость в цистерну с глубин не более 10 м.

Целью предлагаемого изобретения является увеличение высоты подъема сливаемых в цистерну, отфильтрованных и переливаемых жидкостей.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве установлена ниже герметичной емкости дополнительная герметичная емкость, а на ее крышке, которой заглушено ее заливное отверстие, закреплен воздухораспределитель, шток с поплавком и упорами, которые установлены в этой емкости, при этом обе герметичные емкости связаны между собой шлангом, а дополнительная герметичная емкость через воздухораспределитель и трубопроводы - с пассивным соплом эжектора, а ее связь с трубопроводом, по которому к эжектору подводится сжатый воздух, через трубопроводы и воздухораспределитель перекрыта его штоком, причем заборный шланг с фильтром и обратным клапаном закреплен на дополнительной герметичной емкости, а между двух втулок ее воздухораспределителя, напротив фланцевого утолщения штока, установлен постоянный магнит, а на верхнем конце его регулировочные гайки и грузы.

Это позволяет залить отфильтрованную жидкость сначала в дополнительную герметичную емкость, которая установлена ниже герметичной емкости, а из нее перелить ее с помощью сжатого воздуха в герметичную емкость, которая установлена выше 10 м по отношению к дополнительной. И, таким образом, во много раз увеличить высоту подъема отфильтрованных и переливаемых жидкостей, пролитых на землю, например нефти, в железнодорожные цистерны в аварийных и чрезвычайных ситуациях.

В этом автор видит новизну и существенные отличия предложенного устройства.

На чертеже показан общий вид устройства. Оно содержит герметичную емкость 1, например железнодорожную цистерну, ее заливное отверстие заглушено прокладкой 2 и фланцем 3, на нем установлен и закреплен воздухораспределитель 4, а его шток 5 с упорами 20, поплавком 6 с регулировочными грузами 7 установлены в этой емкости.

От магистрали сжатого воздуха 8 к воздухораспределителю подведен сжатый воздух, который через его полость 9, конусное отверстие 10, зазор 11, полость 12 и трубопровод 13 подведен и к активному соплу 14 эжектора 15.

В устройстве имеется еще дополнительная герметичная емкость 16, которая установлена ниже герметичной емкости 1, а ее заливное отверстие заглушено крышкой 17 винтами с прокладкой (не показаны). Hа ней закреплен воздухораспределитель 18. Его шток 19 с упорами 20, поплавком 21 и регулировочным грузом 22 размещены в этой емкости. У штока 19 есть еще фланцевое утолщение 23, регулировочные гайки 24 и грузы 25. А в воздухораспределителе 18 напротив фланцевого утолщения 23 между нижней и верхней втулами 26 и 27 установлен постоянный магнит 28.

Дополнительная герметичная емкость 16 связана через трубопровод 29, воздухораспределитель 18 и трубопровод 30 с пассивным соплом 31 эжектора 15, трубопроводом 32 - с герметичной емкостью 1. А трубопроводом 33 через воздухораспределитель 18 и трубопровод 34 - с трубопроводом 13, через который к эжектору 15 подводится сжатый воздух. Но эта связь заглушена штоком 19. В трубопроводах имеются регулировочные краны 35. Заборный шланг 36 с фильтром 37 и обратным клапаном 38 закреплены на дополнительной герметичной емкости 16 и установлены в условной емкости 39, в ней находится жидкость 40, которую надо отфильтровать и перелить в герметичную емкость 1. В штоке 19 имеются кольцевые проточки 41.

Работа устройства. Открыть кран 35 в магистрали сжатого воздуха 8, который, пройдя через полость 9, конусное отверстие 10, зазор 11, полость 12 и трубопровод 13, будет поступать в эжектор 15, а он будет производить откачку воздуха из герметичной емкости 1 и дополнительной емкости 16. По достижении в них определенного вакуума жидкость 40 под действием атмосферного давления, пройдя через фильтр 37, обратный клапан 38 и заборный шланг 36, будет сливаться в дополнительную емкость 16. Фланец 3 за счет перепада давлений - вакуума в герметичной емкости 1 и атмосферного - будет поджат к ней.

После заполнения ее поплавок 21 поднимется вверх и через упор 20 поднимет шток 19, который перекроет связь дополнительной герметичной емкости 16 с пассивным соплом 31 эжектора 15 и свяжет ее через кольцевую проточку 41 с трубопроводом 13. Сжатый воздух из него через трубопровод 34, воздухораспределитель 18 и трубопровод 33 будет поступать в дополнительную герметичную емкость 16, под действием которого отфильтрованная жидкость из нее будет переливаться по трубопроводу 32 в герметичную емкость 1. Шток 19 в это время будет удерживаться в верхнем положении постоянным магнитом 28.

После слива из нее жидкости на поплавок 21 не будет действовать выталкивающая сила, он опустится вниз и под действием своего веса через упор 20 заставит опуститься шток 19 вниз и снова свяжет дополнительную герметичную емкость 16 с пассивным соплом 31 эжектора 15, перекроет ее связь с трубопроводом 13, и цикл работы снова повторится.

После заполнения жидкостью герметичной емкости 1 ее поплавок 6 всплывет вверх, поднимет шток 4, через упор 5 вверх перекроет конусное отверстие 10, через которое сжатый воздух поступал к эжектору 15, и свяжет ее через него с атмосферой, и цикл работы всего устройства автоматически прекратится.

После этого надо закрыть кран 35 в магистрали сжатого воздуха 8, снять фланец 3 с герметичной емкости 1, который не будет поджат к ней атмосферным давлением, и закрыть заливное отверстие ее крышкой.

С помощью регулировочных грузов 7, 22, 24 и гаек 25 производят регулировку работы устройства. Из-за отсутствия сжатого воздуха к эжектору можно подводить и отработанные газы двигателей внутреннего сгорания. Но если фильтруют и заливают пожаро- и взрывоопасные жидкости, эти газы надо охладить, пропустив их сначала через трубный змеевик, помещенный в емкость с холодной водой, а все устройство заземлить.

Материал герметичных емкостей зависит от фильтруемых и переливаемых жидкостей.

Формула изобретения

Устройство для фильтрования и залива в герметичные емкости различных жидкостей, содержащее магистраль сжатого воздуха, эжектор, регулировочные краны, заборный шланг с фильтром, герметичную емкость с верхним заливным отверстием, которое заглушено прокладкой с фланцем, а на нем закреплен корпус воздухораспределителя, выполненный в виде двух втулок, внутри которых два конусных отверстия, обращенных сужающейся частью в разные стороны, а шток его снабжен двумя конусами и двумя регулировочными упорами, причем поплавковый клапан установлен между упорами, а между конусным отверстием верхней втулки и штоком и между отверстием, связывающим полость воздухораспределителя, к которой подводится сжатый воздух, с полостью, от которой он отводится к эжектору, и штоком имеется кольцевой зазор, отличающееся тем, что в устройстве установлена ниже герметичной емкости дополнительная герметичная емкость, а ее заливное отверстие заглушено крышкой, на которой установлен и закреплен воздухораспределитель, шток с поплавком и упорами, которые установлены в этой емкости, при этом обе герметичные емкости связаны между собой шлангом, а дополнительная герметичная емкость через воздухораспределитель и трубопроводы - с пассивным соплом эжектора, а ее связь с трубопроводом, по которому к эжектору подводится сжатый воздух, через трубопроводы и воздухораспределитель перекрыта его штоком, причем заборный шланг с фильтром и обратным клапаном закреплены на дополнительной герметичной емкости, а между втулок воздухораспределителя, напротив фланцевого утолщения штока установлен постоянный магнит, а на верхнем конце его - регулировочные гайки и грузы.

РИСУНКИ

Рисунок 1