Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_6093
.pdf
управляемый вручную регулирующий клапан в цилиндр одностороннего действия, который может быть
установлен в тандеме с основным гидравлическим рабочим цилиндром. При ходе поршня 120 солевой
цилиндр выбрасывается в один из очистных сосудов, что определяется золотниковым клапаном,
соединяющим солевой цилиндр с первым очистным сосудом в нормальных условиях; клапан 125
устанавливается в соответствующее положение пружиной. Однако, когда клапан перемещается в
противоположное положение с помощью дополнительного кулачка на главном управляющем валу, он
соединяет подачу соли со вторым обрабатывающим резервуаром диаметром 130 футов, в обоих случаях
через соответствующие обратные клапаны.
Слив промывочной воды в канализацию осуществляется из расширенного резервуара, окружающего
основание конуса каждого обрабатывающего резервуара, и также регулируется парой задвижек, по одной в
ответвлении от основания каждого обрабатывающего резервуара. Эти золотниковые клапаны также имеют
пружинное управление, при этом пружины стремятся закрыть клапаны, которые, однако, открываются при
нажатии на них кулачками на вспомогательном управляющем валу.
По сути, единственная функция этого вала — открывать эти клапаны в подходящее время.
Имеется еще один задвижной клапан, который является основным регулирующим клапаном подачи воды под
давлением к главному рабочему гидравлическому цилиндру. Этот клапан не имеет пружинного механизма, а
остается в том положении, в котором был установлен в последний раз. Он перемещается в одно крайнее
положение с помощью механизма на главном управляющем валу, а затем возвращается в другое крайнее
положение с помощью толкателя на штоке гидравлического рабочего цилиндра и солевого насоса, который
приводит в действие коромысло. Отвод от основного водозаборника входит в корпус этого задвижного
клапана посередине и в одном положении клапана соединен с трубой, входящей в гидравлический цилиндр с
одного конца, а в другом положении — с трубой, входящей в гидравлический цилиндр с другого конца.
Дополнительные сведения об устройстве, необходимые для полного понимания изобретения, будут
приведены при описании цикла работы.
Для большей ясности целесообразно предположить, что жесткая вода из водопровода поступает в нижнюю
часть первого очистного резервуара через соответствующий задвижной клапан. Процесс умягчения
происходит в этом резервуаре, и умягченная вода отводится через выходную трубу, а также, попутно, через
контактный счетчик или автоматический аналитический прибор, в зависимости от сложности процесса. Кроме
того, втулка на главном управляющем валу повернута в положение, при котором рычаг с грузом находится в
самом верхнем положении. Для удобства происходящее во втором сосуде для обработки пока будет опущено.
Эти условия сохраняются до тех пор, пока через счетчик не пройдет заданное количество воды или пока
анализатор не покажет, что вода недостаточно смягчается. Электрический контакт, обозначенный цифрой 60,
замыкается, электромагнит включается, и функция этого электромагнита заключается в отведении щеточного
механизма от кольца зубьев храпового механизма, закрепленного на главном управляющем валу. Как уже
указывалось, это позволяет утяжеленному рычагу опуститься и повернуть главный управляющий вал
примерно на пол-оборота, что происходит за считанные секунды или доли секунды.
Затем устройство 70 мгновенно принимает следующие условия:
Один из кулачков на главном управляющем валу закрывает впускной клапан первого очистного сосуда, и в тот
же момент открывается золотниковый клапан, регулирующий подачу 75 к основанию другого очистного
сосуда. Таким образом, обменное вещество в первом сосуде начинает оседать, а вода, поднимающаяся
вверх во втором сосуде, начинает поднимать обменное вещество во взвешенном состоянии. Кроме того,
задвижка, регулирующая подачу солевого раствора, с помощью пружины, регулируемой соответствующим
кулачком на главном управляющем валу, вдавливается в положение 85, когда подача соли подключена к
первому обрабатывающему сосуду в точке, которая будет немного выше уровня обмениваемого материала
после его полного осаждения. Кроме того, золотниковый клапан, регулирующий подачу воды к главному
гидравлическому цилиндру, был перемещен вверх соответствующим кулачком на главном управляющем валу
для соединения подачи воды с задней частью цилиндра (внутренним концом). Следует отметить, что этот
кулачок представляет собой двойной улиткообразный кулачок с постепенным подъемом на пол-оборота, а
затем ступенчатым изменением высоты.
Кулачок перемещается таким образом, что ступенька проходит мимо конца штока клапана. Клапан, как уже
упоминалось, не имеет пружинного механизма и, следовательно, остается в заданном положении, при этом
его шток свободен от кулачка, а также может свободно перемещаться в другое положение при получении
соответствующего импульса. Кроме того, шток этого клапана выдвинут назад, так что при обратном ходе он
соприкасается с небольшим рычагом, вращающим последний, благодаря чему удерживаемый им груз
проходит через мертвую точку. Это движение золотникового клапана также соединило переднее или внешнее
пространство главного гидравлического цилиндра со сливом, так что давление воды теперь перемещает
поршень в цилиндре 115 во время его хода наружу или вперед. В определенный момент этого хода
вышеупомянутый толкатель снова толкает небольшой рычаг, изменяя направление вращения золотникового
клапана, насколько это позволяет кулачок, и, следовательно, устанавливает его на место. 120.
подготовить все необходимое для последующего удара. Фактический слив из корпуса этого задвижного
клапана осуществляется в резервуар с солью для его пополнения. Для этой цели можно использовать
жесткую воду. Очевидно, что при регенерации 125 практически не имеет значения, используется жесткая или
мягкая вода.
Эффект от хода наружу главного гидравлического поршня уже был указан289,112 J1 t 289,112. Следует
напомнить, что зубчатая рейка на этом поршневом штоке вращает шестерню на главном валу управления,
приводя в движение втулку и поднимая нагруженный рычаг.
Также во время этого хода поршень солевого насоса перемещается наружу, втягивая поршень солевого
раствора через обратный клапан и клапан с ручным регулированием. Истинное назначение последнего —
регулирование скорости перемещения главного поршня наружу посредством своего рода демпфирующего
механизма. Таким образом, ход поршня можно отложить настолько, чтобы основной обменный материал в
первом обрабатывающем сосуде полностью осели и остановились до того, как гидравлический поршень
начнет обратный ход. При необходимости между главным гидравлическим поршнем и поршнем насоса
солевого раствора можно установить шарнир с люфтом, так что ход последнего поршня может быть равен
либо полному перемещению главного приводного поршня, либо любой его доле. Если этот люфт можно
регулировать, то объем солевого раствора, всасываемого за каждый ход насоса, можно изменять по
желанию.
Мы оставили управляющий задвижной клапан и гидравлическую систему в положении, готовом к началу хода
внутрь. В конце этого хода положение золотникового клапана, управляющего гидравлическим цилиндром,
небольшого рычага, толкателя, установленного на штоке гидравлического поршня, самого гидравлического
поршня и поршня солевого насоса вернется в исходное состояние.
Во время обратного хода солевой раствор, перекачиваемый из резервуара, подается по трубе к задвижке,
регулирующей подачу солевого раствора, а затем через соответствующий обратный клапан в слой солевого
раствора в первом обрабатывающем сосуде. Кулачки на вспомогательном валу, управляющие соединениями
для слива из нижней части двух обрабатывающих емкостей, устроены таким образом, что клапаны остаются
закрытыми до тех пор, пока практически вся соль не будет закачана в соответствующие обрабатывающие
емкости. Если вода свободно проходит через вторую обрабатывающую емкость и умягчается, нет опасности
при впрыскивании солевого раствора, но если главный выход умягченной воды будет закрыт, то есть вода не
поступает из входа жесткой воды во вторую обрабатывающую емкость, в системе может возникнуть такое
высокое давление, которое приведет к ее разрыву. По этой причине желательно предусмотреть воздушные
затворы или амортизационные камеры в головной части каждой из обрабатывающих емкостей, и на практике
предпочтительнее соединять такую амортизационную камеру в виде воздушного резервуара с выходной
трубой умягченной воды.
Считается, что введение солевого раствора под давлением таким способом, особенно без одновременного
выхода воды, само по себе является новаторским и имеет весьма существенные преимущества. В таких
условиях солевой раствор не может легко проникнуть через осевший слой ионообменного материала,
поскольку внизу нет выходного отверстия, и, как следствие, он вытесняет воду вверх и образует на
поверхности ионообменного материала сплошной слой солевого раствора в очень высокой концентрации.
Этот слой солевого раствора впоследствии может быть протолкнут вниз через слой, когда вода будет
протекать вниз через слой, не разбавляясь при этом существенно, и этот эффект значительно повышает
эффективность процесса регенерации. Таким образом, кулачки на вспомогательном валу управляют
выходами к 85.
Сливные отверстия можно открывать только тогда, когда практически весь солевой раствор будет залит.
Кроме того, эти кулачки имеют форму улитки и определенный выступ, так что после того, как каждый из
кулачков поднимет клапан на 90 градусов максимально высоко, он немного смещается, оставляя конец штока
клапана свободным, так что без дополнительных приспособлений пружина каждого клапана вернет его в
исходное положение и немедленно закроет клапан. Однако этому препятствуют, оснащая корпуса этих двух
клапанов демпферами воздуха или воды, которые позволяют легко выталкивать воздух или воду из корпуса
поршнем или втулкой клапана.
Клапаны должны быстро перемещаться под действием кулачков, но возвращаться в исходное положение под
действием пружины можно только медленно, воздух втягивается в грудную полость через отверстие с
регулируемой тягой. Иными словами, отверстие каждого грудного отсека имеет обратный клапан,
позволяющий жидкости свободно выходить, но медленно возвращаться обратно.
Регулирование дросселирования может осуществляться, например, с помощью игольчатого клапана, шток
которого имеет мелкошаговую винтовую резьбу.
Теперь достигнута точка, когда весь солевой раствор 115 введен в первый очистной сосуд над осевшим слоем
обменного материала, и вода течет вниз через слой и выходит в канализацию через соответствующий
задвижной клапан 120, регулирующий выход в канализацию, и это продолжается в течение периода,
зависящего от регулировки упомянутого выше демпфирующего механизма. Этот механизм регулируется
игольчатым клапаном или 125 другими подходящими средствами таким образом, чтобы количество
пропускаемой воды было достаточным для вымывания рассола из слоя и не более того. Затем выпускной
клапан полностью закрывается под действием пружины, как это допускается ступенькой на кулачке
вспомогательного управляющего вала.
На этом этапе, после закрытия сливного клапана, становится ясно, что все детали заняли положение, которое
в некотором смысле является точным зеркальным отражением исходного положения, то есть детали,
относящиеся к механизму управления второй очистной емкости, находятся в тех же положениях, в которых
находились соответствующие детали механизма управления первой очистной емкости в исходной точке, а
такие детали, как главный гидравлический редуктор, солевой бак и насос, также находятся в исходном
положении.
Таким образом, аппарат готов к подаче свежей жесткой воды в первый очистной резервуар, а также к
перекрытию подачи воды, регенерации и промывке слоя во втором очистном резервуаре, так что цикл
операций повторяется на втором резервуаре точно так же, как это было описано для первого очистного
резервуара. В целом, вся система, включающая гидравлический цилиндр, солевой насос, регулирующий
задвижной клапан и солевой клапан, работает при каждой операции регенерации в каждом обрабатывающем
резервуаре.
В качестве второго примера применения настоящего изобретения можно рассмотреть его использование в
связи с устройством, подобным описанному со ссылкой на рисунок 4 чертежей спецификации № 248414. Этот
вид растения теперь часто называют «растением в штанах» из-за его общей формы, и здесь удобно
использовать это выражение. Данная установка, согласно настоящему изобретению, работает механически,
но операции выполняются точно так же, как описано в предыдущем патенте, спецификации, а именно:
размягчение происходит в коническом корпусе аппарата, а регенерация и промывка происходят попеременно
в цилиндрических ножках аппарата. Для организации механического привода два клапана в горловине, где
конус открывается в любой из цилиндров, заменены одним поворотным коническим клапаном под углом -50°,
вращающимся вокруг вертикальной оси и имеющим отверстие, которое может быть совмещено с любой из
ветвей в нижней части, так что конус можно соединить с любой из цилиндрических частей, просто повернув
клапан на 180°.
Аналогично, у основания всего аппарата расположен конический клапан. Корпус клапана разделён
перегородкой и с одной стороны соединён с входом для жёсткой воды, а с другой — с сливом. Боковые стенки
клапана имеют отверстия на противоположных сторонах такого размера, чтобы совпадать с двумя
наклонными каналами, входящими в нижнюю часть опор установки. Таким образом, в одном из положений W3
этого нижнего клапана входное отверстие для жесткой воды имеет доступ к одной цилиндрической опоре
установки и поднимает из нее материал для обмена оснований через верхний конический клапан в конический
очистной резервуар. Кроме того, другая цилиндрическая опора имеет доступ к сливу через выходное
отверстие для промывочной воды; в этот момент верхняя часть опоры закрыта, и соленая и промывочная
вода подаются в слой в этой опоре одна за другой. 75 В данном приборе также используется измерительный
прибор контактного типа, относящийся к автоматическим аналитическим устройствам, как уже упоминалось.
Первый способ может заключаться в проверке трубы подачи жесткой воды или в проверке выхода мягкой
воды из верхней части конического очистного резервуара; второй способ предпочтительнее для проверки
мягкой воды, оттекающей от резервуара.
Когда заданное количество воды проходит через установку или выходящая вода не была должным образом
смягчена, происходит электрический контакт, активирующий электромагниты, которые притягивают крюк или
защелку, освобождающую утяжеленный рычаг, который опускается, устанавливая клапан или кран в такое
положение, что жесткая вода из водопровода поступает в нижнюю часть исполнительного цилиндра, толкая
поршень вверх, а пространство в верхней части этого цилиндра одновременно соединяется со сливом.
По мере того, как поршень движется вверх, зубчатая рейка, закрепленная на восходящем продолжении штока,
вращает шестерню на горизонтальном валу, на котором также находится коническое зубчатое колесо с
коническим сегментом на 100 градусов большего размера. Этот сегмент имеет пару собачек, одна из которых
входит в зацепление с храповым механизмом над сегментом, а другая — с храповым механизмом под
сегментом, при этом зубья храповых механизмов 105 наклонены в противоположных направлениях.
При движении поршня вверх храповое колесо под сегментом вращается, а собачка над сегментом скользит по
зубьям своего храпового колеса. 110 Указанное нижнее храповое колесо закреплено на вертикальном
шпинделе, на котором расположены два конических регулирующих клапана, упомянутых выше, и на
протяжении всего хода поршня вверх шпиндель вертикального клапана 115 поворачивается на 1800 градусов.
В начале хода вверх нижний конический клапан может перекрыть соединение между входом жесткой воды и,
например, левым цилиндрическим патрубком 120 установки. После небольшого дальнейшего перемещения
верхний конический клапан поворачивается, чтобы закрыть проход между тем же цилиндрическим узлом и
расположенным выше коническим сосудом для обработки. В этот момент поршень 1225 пройдет примерно
три четверти своего хода и продолжит подниматься, открывая соединение между входом жесткой воды и
правым цилиндрическим узлом путем поворота 130 289,112 для управления четырьмя клапанами.
Два из этих клапанов регулируют подачу рассола из резервуара с солью к соединению в верхней части двух
цилиндрических опор установки, а два других клапана регулируют подачу воды из водопровода жесткой воды
для промывки к тем же двум соединениям на цилиндрических опорах установки.
В начале движения поршня вниз первый кулачок откроет первый клапан, позволяя рассолу поступать в
верхнюю часть левой цилиндрической опоры. После паузы этот кулачок закроет соответствующий клапан, а
второй кулачок откроет второй клапан, позволяя жесткой воде поступать в верхнюю часть левого
цилиндрического клапана, чтобы протолкнуть рассол через осевший базовый ообменный материал в этом
участке и впоследствии вымыть рассол из материала. В конце хода тот же кулачок закроет клапан подачи
жесткой воды к этому патрубку, и весь рабочий механизм остановится до тех пор, пока не будет зафиксирован
счетчик или автоматический аналитический прибор. При следующем ходе вверх конические клапаны
повернутся еще на 180° в исходное положение, а при следующем ходе вниз два других кулачка откроют
правый цилиндрический патрубок для подачи солевого раствора и жесткой воды, и так процесс будет
продолжаться.
Дата: 15 декабря 1926 года.
Для заявителей: Hf. A. GILL & Co., дипломированные патентные поверенные, 51/52, Чансери-лейн, Лондон,
W.C. 2.
соответствующий порт в нижнем клапане должен совпадать с проходом к этой ножке.
Кроме того, проход между правым цилиндрическим элементом и конусом открывается через отверстие в
верхнем коническом клапане, а нижний клапан завершает соединение между левым цилиндрическим
элементом и сливом.
Ремень, закрепленный на верхнем участке штока поршня исполнительного цилиндра, имеет вблизи своего
нижнего конца выступающий вбок штифт, и в конце хода поршня вверх этот штифт соприкасается с шарнирно
закрепленным рычагом и поднимает последний. Последний имеет вертикальный шатун, соединенный таким
образом, что при подъеме он может поднимать упомянутый выше утяжеленный рычаг, и эффект этого
заключается, во-первых, в реверсировании клапана или перекрытии труб к приводному цилиндру, чтобы
подготовить последний к его нисходящему перемещению, и, во-вторых, в повторном зацеплении поворотного
крюка или защелки под управлением электромагнита, который затем удерживает рычаг в поднятом
положении.
Поршень в приводном цилиндре теперь опускается вниз, но, конечно, конические клапаны не двигаются,
потому что при движении вниз собачка, которая приводит их в движение, просто проскальзывает по зубьям
храпового колеса, но во время хода вниз другая собачка вращает храповое колесо вокруг скошенного
сегмента W3, а также вращает втулку, закрепленную на этом храповом колесе и окружающую вертикальный
шпиндель клапанов. Эта втулка содержит четыре дисковых кулачка, которые представляют собой
усовершенствования, являющиеся предварительной спецификацией.
№ 27174, 1927 г. н.э.
Относящийся к оборудованию для проведения реакций, включающих обмен оснований.
Мы, компания UNITED WATER SOFTENERS LimutED, зарегистрированная в соответствии с
законодательством Великобритании, и ЭнРо Берикели Хигейнс, гражданин Великобритании, оба
проживающие по адресу: Aldwych House, Aldwych, London, W.C. 2, England, настоящим заявляем, что данное
изобретение имеет следующий характер:
Таким образом, данное изобретение относится к аппаратам для проведения химических реакций,
включающих обмен оснований, и, в частности, к проведению реакций обмена, которые происходят при
умягчении воды с помощью природных или искусственных цеолитовых тел и которые происходят при
регенерации таких тел после того, как они истощились в процессе умягчения. В частности, изобретение
относится к реакциям умягчения и регенерации воды, которые осуществляются, когда активный
ионообменный материал находится во взвешенном состоянии в жидкости, в отличие от процессов, в которых
как умягчение, так и регенерация происходят с материалом в практически непрерывном фильтрующем слое.
Более того, настоящее изобретение является родственным или модифицирующим изобретение, изложенное
в нашей предыдущей заявке № 31793, поданной 15 декабря 1926 года.
В указанной ранее заявке была описана установка для проведения реакций обмена оснований 289,112,
сконструированная таким образом, чтобы работать в соответствии с количеством обрабатываемой жидкости,
протекающей через аппарат, и регулироваться им, либо в соответствии с химическим составом жидкости,
поступающей в аппарат или выходящей из него, либо в соответствии с обоими факторами. В описанном здесь
устройстве механические перемещения клапанов и подобных им элементов, необходимые для выполнения в
надлежащей последовательности этапов цикла операций, осуществлялись посредством валов или подобных
вращающихся элементов, поворачивающихся пошагово по мере необходимости при выполнении
последовательных этапов, при этом управление механизмами, вращающими валы, зависело от действия
таких устройств, как расходомер жидкости или аппарат для автоматического проведения химического анализа
жидкости. Было установлено, что зачастую удобнее осуществлять управление клапанами теплообменника с
помощью возвратно-поступательных, а не вращающихся элементов, поскольку в случае
возвратно-поступательных элементов невозможно их перекрытие или наложение последовательных
движений элемента, что всегда возможно в случае вращающихся механизмов, где движения в
противоположных направлениях вращения следуют друг за другом последовательно.
Таким образом, устройство согласно настоящему изобретению сконструировано для работы в целом по тем
же принципам, что и в предыдущей заявке, но управление клапаном осуществляется с помощью одного или
нескольких элементов, приводимых в движение возвратно-поступательным движением или участием в
прямолинейном движении. Гидравлический цилиндр может приводиться в действие обрабатываемой
жидкостью и выполнять тройную функцию: являться основным источником энергии для привода клапанного
механизма, измерять объем регенерирующего раствора, используемого в каждом цикле, и, наконец, служить
средством для впрыскивания этого регенерирующего раствора — при необходимости под давлением — в
контакт с отработанным твердым базовым обменным материалом. В предпочтительном варианте,
применяемом к установке умягчения воды, работающей с обменным материалом во взвешенном состоянии в
соответствии с патентной спецификацией №.
248,414, Поршень, который можно считать односторонним, во время своего рабочего хода оказывает
давление на скользящий элемент, позволяя последнему накапливать энергию, как в случае с поднятым
грузом, натянутой пружиной, сжатым газом и т. д., и указанный скользящий элемент удерживается в
положении, сохраняя накопленную энергию до тех пор, пока она не потребуется для приведения в действие
клапанов благодаря фиксатору, при этом поршень полностью отсоединяется от скользящего элемента в
конце рабочего хода поршня. Когда фиксатор срабатывает, скользящий элемент совершает возвратное
движение относительно быстро, поскольку накопленная энергия внезапно высвобождается и не зависит от
движения 70-градусного поршня. Скользящий элемент соединен с качающимся валом посредством
механизма, который заставляет вал качаться в противоположных направлениях при последовательных
возвратных движениях скользящего элемента, и эти попеременные колебания вала передаются на три
клапана, регулирующих соответственно подачу из магистрали жесткой воды в два водоочистных резервуара,
подачу солевого раствора в резервуары и отвод промывочной воды из резервуаров.
Поршень управляется гидравлическим клапаном, в данном случае — золотниковым клапаном. При
срабатывании фиксатора скользящий элемент быстро переводит гидравлический клапан 85 в положение, в
котором он соединяет поршневой цилиндр со сливным отверстием. Таким образом, поршень совершает
обратный ход, длина которого определяется положением толкателя, положение которого устанавливается в
соответствии с углом 90 градусов.
количество солевого раствора, которое необходимо втянуть. Когда поршень соприкасается с указанным
толкателем, последний перебрасывает гидравлический клапан в положение, соединяющее водопроводную
магистраль с цилиндром 95.
таким образом, поршень немедленно совершает свой рабочий ход, перемещая скользящий элемент в том
положении, в котором устройство остается до следующего переключения.
Целесообразно сделать ход скользящего элемента как можно меньше, поскольку он должен быть меньше
хода поршня в силу особенностей конструкции, и, естественно, желательно иметь возможность регулировать
ход поршня в как можно более широких пределах, чтобы обеспечить максимально возможное изменение
количества солевого раствора, вводимого за один ход. Все клапаны предпочтительно представляют собой
клапаны со скользящим поршнем, причем каждый поршень состоит из пары расположенных на некотором
расстоянии друг от друга чашеобразных элементов 110 или эквивалентных им, закрепленных на штоке
клапана. Поскольку такие кожаные трубки обладают гибкостью, целесообразно делать отверстия в виде
пропилов, выполненных спиральной пилой, расположенных по всей окружности цилиндрического корпуса
клапана 115 и открывающихся в кольцевое выходное или входное отверстие, окружающее перфорированную
стенку.
В целях экономии средств клапан для регулирования слива промывочной воды из упомянутых выше емкостей
обработки представляет собой простой реверсивный задвижной клапан, аналогичный трем другим
упомянутым клапанам, но он не должен допускать немедленного оттока промывочной воды после перелива,
поэтому между его выходным отверстием и сливом устанавливается дополнительный клапан более дорогой
конструкции. Этот клапан фактически регулирует количество промывочной воды, подаваемой в каждом цикле,
130 289,112 a 289,112 Этот клапан соединен с движущимся гидравлическим цилиндром в течение заданной
доли рабочего хода цилиндра, в течение которой клапан открыт. После открытия клапан полностью
освобождается от движущегося штока и, таким образом, может совершать возвратное или закрывающее
движение совершенно независимо от штока. Фактически, период, в течение которого этот регулирующий
клапан подачи промывочной воды открыт, определяется условиями, совершенно отличными от остальных
уже описанных механизмов; а именно, необходимым количеством промывочной воды.
Продолжительность открытия может определяться, например, объемом протекающей воды для мытья
посуды, который затем регулируется водомером, установленным в выходной трубе к сливному отверстию №
29. Однако это может контролироваться и другими способами, которые будут описаны более подробно ниже.
Для того чтобы суть изобретения была ясно понятна, далее будет более подробно описан один удобный
вариант аппарата для умягчения воды в соответствии с изобретением, а также некоторые возможные его
модификации.
Аппарат снова представляет собой устройство с двумя коническими технологическими сосудами, которые
попеременно осуществляют обработку для умягчения воды, при этом сосуд, в котором не происходит
умягчение, находится в состоянии, в котором происходит регенерация и промывка содержащегося в нем
материала для ионного обмена. Помимо емкостей для обработки, аппарат состоит из труб для подачи
жесткой воды в емкости, для отвода мягкой воды, а также для подачи регенерирующего солевого раствора и
отвода промывочной воды.
Предусмотрены клапаны, которые служат для регулирования потока различных жидкостей в два очистных
сосуда, при этом переключение между ними происходит в соответствующие моменты времени. Основным
источником энергии для привода клапанного механизма является гидравлический цилиндр, который, попутно,
также служит мерой объема регенерирующего раствора и средством для впрыскивания этого солевого
раствора в регенерируемый материал, причем впрыскивание, при необходимости, может осуществляться под
давлением. В рассматриваемой конкретной форме рамка представляет собой единственную актиновую
рамку, расположенную вертикально.
Пространство для рабочей жидкости, которой является жесткая вода, расположено под подвижным поршнем,
а пространство над поршнем — это пространство для регенерирующего раствора, который может поступать в
это пространство и выходить из него через обратные клапаны, направленные в противоположные стороны.
Таким образом, вода под давлением поднимает поршень, и когда клапаны переворачиваются, чтобы
соединить пространство под поршнем со сливом, поршень опускается под собственным весом и отталкивает
воду из нижнего пространства в канализацию. Таким образом, рабочий ход поршня — это ход вверх, и
поршень имеет выступ, который в заключительной части своего рабочего хода поднимает скользящий
элемент. Это вертикальная удочка длиной 70 футов, утяжеленная сверху тяжелым грузилом, хотя для той же
цели подошла бы и пружина. Защелка на поршне скользит вверх на протяжении большей части хода,
свободно соприкасаясь с одной из поверхностей этого скользящего элемента, которая, что удобно, может
иметь квадратное поперечное сечение. В верхней точке хода фиксатор на поршне зацепляется ниже выступа
и на протяжении оставшейся части хода SO поднимает скользящий элемент в положение, в котором он
удерживается фиксирующим механизмом, который будет описан позже.
Затем поршень освобождает свой фиксатор от скользящего элемента и может пройти немного дальше вверх,
так что фиксатор не будет мешать следующему опусканию поршня. Защелка представляет собой, по сути,
качающуюся пластину, установленную вокруг вертикальной оси, вращающейся благодаря подвижному
поршню. Защелка 90 удерживается пружиной, зацепляющейся со скользящим элементом, до тех пор, пока
последний не будет зафиксирован фиксатором. В этот момент клин или неподвижная кулачковая
поверхность, установленная на неподвижном гидравлическом цилиндре 95, прижимает фиксатор наружу,
преодолевая действие пружины, что позволяет ему выйти из зацепления с выступом скользящего элемента,
так что поршень может свободно перемещаться дальше. 100 В предпочтительном варианте исполнения
фиксирующий механизм включает горизонтальный шпиндель, выступающий вбок от верхней неподвижной
части гидравлического цилиндра. На части своей длины этот шпиндель имеет углубление в форме квадранта,
образующее ступеньку, которая становится горизонтальной, когда фиксатор зацеплен. Фиксатор
представляет собой крючок, закрепленный на шарнире в скользящем элементе и выступающий вертикально
вверх, так что в 110.
В самом верхнем положении скользящий элемент входит в зацепление со ступенькой, образованной в
горизонтальном шпинделе, и удерживается там легкой пружиной, которая постоянно тянет крюк в
направлении зацепления. 115 К указанному шпинделю прикреплен кривошип, слегка наклоненный вниз,
причем его внешний конец входит в зацепление с верхней поверхностью горизонтального рычага,
расположенного относительно близко к точке опоры или оси вращения последнего. Однако на конце того же
рычага (120) расположен горизонтальный рычаг с крюком, закрепленным на нем шарнирно, но также
выступающим вверх и удерживаемым легкой пружиной в зацеплении со ступенькой на горизонтальном
круглом неподвижном стержне. Кривошип 125 и рычаг образуют множительный рычаг, обеспечивающий,
например, передаточное отношение около 40:1, в результате чего зацепление второго крюка с этим
неподвижным стержнем происходит относительно легко, и крюк 130 может легко отсоединиться, и фактически
отсоединяется, когда обменный материал в одном из обрабатывающих сосудов истощается и нуждается в
регенерации. Как уже говорилось, срабатывание датчика может быть вызвано электромагнитом в цепи,
находящейся под напряжением контактного счетчика, или контактом, замкнутым автоматическим титрующим
устройством, что указывает на недостаточное умягчение сточных вод из рассматриваемого очистного
сооружения.
В результате крюк освобождается, горизонтальный рычаг опускается вниз, тем самым снимая опору с
кривошипа, так что горизонтальный шпиндель с углублением в форме квадранта может свободно вращаться,
а крюк, удерживаемый скользящим элементом, под действием тяжелого груза в верхней части последнего,
фактически поворачивает шпиндель в положение, в котором крюк освобождается. Однако крюк пружиной
возвращается в вертикальное положение, упираясь в стопорный штифт, и готов к повторному зацеплению при
следующем подъеме скользящего элемента.
При срабатывании фиксатора скользящий элемент совершает внезапное движение вниз, независимо от
движения поршня. Его ход вниз фактически является рабочим ходом, и вблизи его нижнего конца к нему
прикреплено шарнирно выступающее вниз звено или короткий шатун с штифтом внизу, который входит в
зацепление с коромыслом, так что они образуют механизм, который передает попеременные качательные
движения горизонтальному валу в основании аппарата в противоположных направлениях во время
последовательных ходов вниз или рабочих ходов скользящего элемента. Предпочтительно, качающийся
механизм представляет собой пластину треугольной формы с основанием, обращенным вверх, и слегка
наклоненную в любом из крайних положений. Пластина имеет паз, параллельный основанию и
заканчивающийся с обоих концов небольшим углублением4,5. Таким образом, при движении скользящего
элемента вниз штифт на конце шатуна застревает в одном из углублений, сдвигает треугольный элемент в
нужном направлении, а затем при следующем движении скользящего элемента вверх штифт просто скользит
вверх по наклонной верхней поверхности паза в треугольной пластине, не раскачивая последнюю, и в
верхней точке движения вверх оказывается в углублении на другом конце паза, готовый перескочить через
треугольную пластину в противоположном направлении при следующем движении скользящего элемента
вниз.
Горизонтальный вал в основании аппарата, несущего качающуюся пластину, также несет дополнительную
качающуюся пластину треугольной формы, но расположенную на некотором расстоянии от первой, и
последняя имеет на обоих своих концах шарнирные соединения с кривошипными шатунами, которые на своих
верхних концах поворачиваются к двум ползункам, непосредственно закрепленным на штоках трех
золотниковых клапанов. Один из них закреплен на штоке клапана, регулирующего подачу жесткой воды в
емкости для обработки, а другой — на двух штоках клапанов, один из которых регулирует выход промывочной
воды, а другой — вход солевого раствора в емкости для обработки. Эти клапаны представляют собой простые
переключающие золотниковые клапаны. Когда клапан подачи жесткой воды поднимается (75 градусов), это
обеспечивает подачу жесткой воды в первый резервуар для обработки, но перекрывает ее подачу во второй.
Одновременно клапаны подачи соли и промывочной воды будут опущены вниз, в этом положении они
откроют соответственно трубу, подающую солевой раствор во второй обрабатывающий резервуар, и трубу,
отводящую промывочную воду из второго резервуара, но перекроют подачу соли и отвод промывочной воды
из первого обрабатывающего резервуара.
Для ясности следует отметить, что этот клапан подачи воды для стирки, хотя и открывает трубу для отвода
воды, не является определяющим фактором, обеспечивающим поток воды, поскольку последовательно с ним
в той же выходной трубе находится клапан другой конструкции, который будет описан более подробно ниже.
В дополнение к уже описанному механизму 95, основной скользящий элемент имеет раздвоенный кронштейн,
выступающий вбок и взаимодействующий с качающимся рычагом, противоположная часть которого шарнирно
соединена с шатуном, прикрепленным к основному ползуну для управления.
главный гидравлический клапан гидравлического цилиндра и поршня. Указанная направляющая имеет крюк,
который при определенных условиях входит в зацепление со ступенчатым штоком на вторичной
направляющей, которая закреплена на штоке 105 простого переключающего задвижного клапана,
образующего гидравлический клапан для цилиндра и поршня. Этот клапан имеет вход для жесткой воды,
выход для слива и соединение с пространством под гидравлическим цилиндром диаметром 110 мм. В одном
положении водопроводная труба с жесткой водой подсоединена к цилиндру для подъема поршня, а в другом
положении подача воды перекрыта, но вода внутри цилиндра соединена со сливом, что позволяет поршню
опускаться под собственным весом.
Предположим, что основной и вспомогательный направляющие соединены между собой крюком и стержнем.
В этом случае, когда скользящий элемент 120 опускается вниз, он опускает одну из сторон качающегося
рычага и поднимает другую.
соединяя два направляющих и главный гидравлический клапан. В этот момент таран поднялся и остался в
верхней точке своего хода. 125 Однако при поднятом клапане вода в цилиндре под поршнем соединяется со
сливным отверстием, так что поршень опускается под собственным весом. Однако он не располагается на
дне своих 130 289 112 выходных отверстий от очистных емкостей к регулирующему клапану. Последний также
представляет собой задвижку и открывается для отвода промывочной воды под прямым воздействием
гидравлического поршня. Следует помнить, что в стабильных условиях, то есть когда в одном сосуде
происходит размягчение, а в другом – регенерация и промывка, поршень совершает ход вниз и ход вверх и
остается неподвижным до следующего импульса, освобождающего фиксатор скользящего элемента. Во
время движения поршня вниз и на части движения поршня вверх, регулятор подачи промывочной воды 80.
Клапан остается закрытым, и поэтому соль впрыскивается в сосуд, в котором должна происходить
регенерация, против давления воздушного шлюза в верхней части сосуда.
Это, кстати, дает время материалу для обмена основания 8 осесть на дно емкости для регенерации. Однако,
когда поршень совершил свой ход вниз и начал ход вверх, и, следовательно, уже начал впрыскивать
регенерирующий солевой раствор, выдвигающийся вниз шток с регулируемым толкателем вызывает открытие
регулирующего клапана для промывочной воды. Регулировка этого толкателя определяет точку в ходе подачи
рассола, в которой открывается регулирующий клапан промывочной воды. Указанный толкатель входит в
зацепление с выступом на вертикальной защелке, установленной на горизонтальном шарнире на
направляющей, благодаря чему он может подниматься вверх. Однако в определенный момент защелка может
повернуться вокруг своей оси, в результате чего ее выступ выходит из-под действия толкателя (105), и
последний может подняться до верхней точки своего хода, не поднимая дальше направляющую. Ползунок
соединен звеном с горизонтальным качающимся рычагом, другой рычаг которого соединен звеном 1 10 с
самим ползунком клапана управления подачей промывочной воды.
Таким образом, эта направляющая перемещается вниз во время подъема поршня, и клапан в нижнем
положении открывает выходное отверстие для промывочной воды в канализацию. Время, в течение которого
этот клапан должен закрываться, зависит, конечно, от желаемого объема промывочной воды, который он
должен пропускать.
Это можно определить лишь по временной задержке или с помощью альтернативных методов, которые будут
описаны более подробно.
Разумеется, в этом аппарате можно использовать практически любые типы клапанов.
хотя в точной конструкции 125 описанных задвижек используются задвижки. Предпочтительная форма
клапана, которую предполагается использовать, представляет собой золотниковый клапан, как правило,
поршневого типа, в котором скользящий поршень совершает два или более хода, но, достигнув точки, которая
была предварительно определена как нижняя точка его хода, он перекрывает свои собственные клапаны и
немедленно совершает обратный ход вверх. Это достигается с помощью следующего механизма:
Крюк, соединяющий первичную и вторичную заслонки гидравлического клапана, имеет хвостовую часть,
идущую горизонтально в направлении гидравлического цилиндра, и в верхнем положении клапана эта
хвостовая часть входит в зацепление непосредственно под поворотным рычагом управления. Указанный
спусковой рычаг соединен короткой тягой с еще одним горизонтальным поворотным рычагом, на внутреннем
конце которого расположен тонкий стержень, направленный вниз, нижний конец которого имеет резьбу и
регулируемую шайбу, которую можно установить в любой точке в соответствии с желаемой длиной хода.
Раздвоенный рычаг, жестко закрепленный на поршне, перемещается таким образом, что в определенной
точке нисходящего хода он входит в зацепление с шайбой, втягивая тонкий стержень и раскачивая два
поворотных горизонтальных рычага, спусковой рычаг которых нажимает на высокую часть крюка и
отсоединяет вторичный ползунок гидравлического клапана от основного ползунка, так что вторичный ползунок
с клапаном может свободно опускаться под тяжестью деталей. Это переключает клапан, так что в цилиндр
поступает вода под давлением, и, как уже говорилось, поршень немедленно совершает свой ход вверх,
поднимая и опуская скользящий элемент, что станет понятно из вышесказанного.
Однако при движении скользящего элемента вверх его качающийся рычаг и шатун, прикрепленный к
основному затвору гидравлического клапана, приводятся в действие таким образом, что основной затвор
опускается в такое положение, что его крюк, благодаря пружине, может снова захватить шатун на вторичном
затворе, готовый при следующем движении скользящего элемента вниз поднять оба затвора клапана и сам
клапан, чтобы инициировать дальнейшее движение поршня вниз.
Уже упоминалось о регулирующем клапане, соединенном последовательно с переключающим клапаном в
выходном трубопроводе для промывочной воды из двух очистных емкостей. Обычно требуется два таких
регулирующих клапана, по одному для каждого обрабатывающего сосуда, но из-за эффекта задержки
срабатывания такие клапаны относительно дороги, и дешевле использовать простой переключающий клапан
с регулирующим клапаном, чем два регулирующих клапана. Естественно, если переключающий клапан
находится на стороне регулирующего клапана, ближайшей к обрабатывающему сосуду относительно
трубопровода, то этот переключающий клапан, так сказать, включает один из двух так называемых «кожухов»;
они могут быть не из кожи, а фактически изготовлены из гибкого металла. Их главное преимущество
Соседние файлы в папке патенты