Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_6093
.pdf
заключается в том, что каждая из них служит гидравлическим уплотнением, исключая необходимость
использования сальниковой набивки на концах корпуса гидравлического клапана, в котором они скользят.
Например, простой переключающий клапан требует наличия входного и выходного отверстий в
цилиндрическом корпусе.
Входное отверстие расположено посередине и подает жидкость непосредственно в цилиндрический или
трубчатый корпус, в то время как выходные отверстия расположены сверху и снизу и выходят из кольцевых
пространств, окружающих перфорированные части корпуса. На валу клапана расположены две
чашеобразные вставки над входным отверстием клапана и две под ним, причем ободок всех четырех
чашеобразных вставок направлен к входному отверстию клапана. В каждом положении клапана на одном из
выходных отверстий расположена соответствующая пара чашеобразных уплотнительных колец,
размещенных на конце корпуса за его пределами, чтобы не препятствовать свободному прохождению
жидкости от входа к этому выходному отверстию (2,5). Однако на другом выходе соответствующая пара
кожаных втулок расположена по обе стороны от него, так что последний изолирован как от входа, так и от
открытого конца корпуса клапана.
Однако регулирующий клапан подачи воды для стирки представляет собой всего лишь запорный
золотниковый клапан с одним входом и одним выходом, для работы которого требуется всего две манжеты с
ободками, направленными внутрь, то есть навстречу друг другу. В открытом положении кожистые накладки
чашек клапана располагаются соответственно за входным и выходным отверстиями, ближе к
противоположным концам корпуса клапана. В закрытом положении шток клапана находится в таком
положении, что одна чашеобразная кожа расположена между входным отверстием клапана и открытым
концом корпуса клапана, а другая чашеобразная кожа расположена между входным и выходным отверстиями
клапана, тем самым закрывая клапан.
В открытом положении одна кожаная манжета по-прежнему находится между входным отверстием клапана и
открытым концом корпуса клапана, но ближе к входному отверстию клапана, в то время как другая
переместилась в положение между выходным отверстием клапана и другим концом корпуса, который, однако,
закрыт. Клапан перемещается в открытое положение без существенного сопротивления, но при попытке
закрыть его, например, с помощью пружины, он может двигаться лишь очень медленно. Задержка возникает
следующим образом. На конце штока клапана, ближе к закрытому концу корпуса клапана, находится кожаная
чашеобразная вставка с установленным в ней обратным клапаном, позволяющим воде протекать только
через нее, когда золотниковый клапан перемещается в открытое положение. Обратный клапан может
представлять собой простую полую часть кожаной чашки, выступающую из центра, изготовленную из каучука
и снабженную тонкой прорезью. Однако для обеспечения плавного перемещения задвижки в закрытое
положение снаружи корпуса клапана установлен небольшой обводной патрубок с регулирующим клапаном 70,
соединяющий вход клапана с пространством внутри закрытого торца корпуса клапана.
При наличии соответствующей пружины время закрытия задвижки 75 можно регулировать по желанию с
помощью клапана в обводном трубопроводе.
Как уже упоминалось, пространство в гидравлическом цилиндре над поршнем действует как односторонний
насос для перекачки рассола 80. Таким образом, во время движения поршня вниз под действием
собственного веса солевой раствор предпочтительно забирается из резервуара, в котором насыщенный
солевой раствор поддерживается на постоянном уровне с помощью средства 85.
яичка. Затем во время подъема или рабочего хода поршня всасываемый солевой раствор вытесняется в
обрабатывающий сосуд, в котором требуется регенерация основного обменного материала; при этом,
разумеется, правильный сосуд выбирается переключающим клапаном подачи соли.
Следует также учитывать, что помимо уже описанной регулировки длины хода поршня 95°, время хода
поршня вниз может регулироваться путем регулируемого закрытия клапана или аналогичного устройства в
трубе подачи рассола в верхнее пространство цилиндра поршня, а время хода поршня вверх может
регулироваться аналогичным образом путем регулирования притока жесткой воды в рабочее пространство
под поршнем.
Как уже указывалось, клапан, который 105.
Регулировка потока воды для стирки может осуществляться различными способами.
Как уже было описано, наиболее удобно, чтобы клапан открывался во время рабочего хода гидравлического
механизма 110.
Затвор соединяется с этим затвором, но закрытие может зависеть не только от времени, но и от общего
объема прошедшей промывочной воды. Например, сточные воды после мойки могут проходить через счетчик,
установленный после заданного расхода, чтобы замыкать контакт, который через электрическую цепь
немедленно позволяет закрыть клапан подачи сточных вод. Однако тот же результат может быть достигнут и
другими способами. В одном из вариантов, в котором могут использоваться обычные шаровые или
поплавковые клапаны, поплавок клапана приводится в действие уровнем воды или промывочной жидкости в
мерном резервуаре, в котором протекает сточная промывочная вода или определенная ее часть. Когда
заданное количество жидкости поступает в мерный резервуар, поплавок перекрывает выпускной клапан, и
посредством соответствующей регулировки89,112, описанной выше, скольжение поршня перемещает
клиновидный элемент от штока фиксатора, так что последний снова втягивается. Поплавок немедленно
опускается в самое нижнее положение, открывая клапан подачи воды для стирки, так что вода для стирки
поступает в небольшой резервуар, а в мерный резервуар – в необходимом количестве.
Затем зацеп, освободивший крючок поплавка, под действием дальнейшего движения дождя снова толкается
вперед на 75 градусов.
В определенный момент времени вес воды в небольшом резервуаре становится таким, что уровень воды в
резервуаре опускается, и клапан в нижней части мерного резервуара закрывается. Устройство 80
настраивается таким образом, чтобы этот вес был достигнут до того, как уровень воды в небольшом
резервуаре поднимется достаточно высоко, чтобы запустить сифон. Вода, поступающая в мерный резервуар
через сифон 85, постепенно заполняет его, поднимая поплавок клапана. Когда пройдёт необходимое
количество воды, поплавок поднимется, так что его подпружиненный крючок снова сможет зацепиться за
улов. На практике всегда требуется небольшая задержка, чтобы крюк зацепился после того, как поплавок
клапана подачи воды в стиральную машину будет перекрыт. Эта задержка обеспечивается дополнительным
количеством воды (95%) в небольшом резервуаре после того, как последний становится достаточно тяжелым,
чтобы закрыть вентиль в нижней части мерного резервуара. Избыток воды проходит через сифон даже после
закрытия клапана подачи воды для стирки, 100 и вызывает окончательное зацепление крюка перед открытием
клапана в нижней части мерного бака.
Таким образом, поплавок удерживается в верхнем положении, закрывая клапан подачи воды для стирки, и
вода 105 продолжает течь через сифон из мерного бака до тех пор, пока его вес не уменьшится настолько,
чтобы открыть клапан в нижней части мерного бака, после чего содержимое 110.
поток из измерительного резервуара проходит через этот клапан в сточные воды, и вся система снова
возвращается в исходное положение. Конечно, при использовании вращающегося вала привода кулачок
может иметь до 115 кулачков, что соответствует количеству операций слива промывочной воды, необходимых
за один оборот.
В слегка модифицированном варианте этого устройства, как и прежде, имеется небольшой резервуар и
мерный бак объемом 120 мл с поплавковым клапаном для промывочной воды и удерживающим фиксатором.
Однако небольшой резервуар не может подниматься и опускаться в соответствии с весом воды в нем, а
закреплен неподвижно и имеет водослив с неподвижной прямоугольной выемкой и парой аналогичных
выемок, взаимодействующих с ним, но способных перемещаться вбок. Одна из этих выемок подает жидкость
в мерный резервуар, и, исходя из объема мерного резервуара, количество жидкости, проходящей через
клапан, регулируется аналогичным образом. Предусмотрено устройство для удержания поплавка в закрытом
положении S, несмотря на понижение уровня воды в измерительном резервуаре. Это удерживает клапан
подачи воды для стирки закрытым, но срабатывает в тот момент, когда необходимо открыть клапан,
посредством соединения с поршнем или чем-то подобным, как уже упоминалось. Например, выходная труба
от клапана подачи промывочной воды открывается в резервуар, предпочтительно очень малого объема по
сравнению с общим объемом жидкости, проходящей через него в каждом цикле регенерации.
Небольшой резервуар снабжен сифоном с регулирующим клапаном, подающим воду в мерный резервуар, но
в небольшом резервуаре также имеется переливное отверстие для слива, так что количество воды,
поступающей в мерный резервуар, составляет лишь часть от общего объема слива промывочной воды, но эта
часть может быть отрегулирована. Небольшой резервуар установлен на скользящем стержне, и когда он пуст,
он удерживается в поднятом положении пружиной, которая его поддерживает, а также пружиной, которая
закрывает выпускной клапан в нижней части мерного резервуара. Шпиндель этого клапана и шпиндель,
поддерживающий и перемещающийся вместе с небольшим резервуаром, соединены поворотным рычагом
таким образом, что выпускной клапан закрывается из-за опускания небольшого резервуара, когда он почти
полон воды, но снова открывается, когда резервуар опорожняется через сифон и, следовательно,
поднимается. Поплавок клапана подачи воды для стирки может свободно перемещаться вместе с уровнем
воды в измерительном баке, за исключением случаев, когда он удерживается механизмом, способным
удерживать поплавок в верхнем положении при закрытом клапане подачи воды для стирки.
Этот механизм представляет собой подпружиненный крюк, закрепленный на штоке поплавкового клапана и
поднимающийся вместе с ним, так что в своем верхнем положении он может зацепиться за подпружиненную
защелку, когда последняя будет перемещена в положение, позволяющее зацепиться за крюк. Принцип
работы следующий: предположим, что поплавок находится в самом верхнем положении и удерживается там
крюком, так что клапан подачи промывочной воды закрыт; в этом случае клапан в нижней части мерного бака
открыт, поскольку пружины подняли пустой небольшой бак в верхнее положение. Клапан подачи воды для
стирки открывается путем оттягивания фиксатора, зацепляющегося за крючок на поплавковом клапане. В
одном из вариантов аппарата с вращающимися валами, описанном в предыдущей заявке №...
31,793 Согласно формуле 1926 года, это просто означает вращение кулачкового вала, управляющего
выходом воды для стирки, на половину оборота, при этом кулачок позволяет пружине отвести защелку назад.
В форме 289,112 13других, направленных непосредственно в канализацию, так что путем боковой
регулировки насечек можно точно отрегулировать долю общего объема воды, поступающей в измерительный
резервуар. Вода из мерного бака подается в канализацию через сифон, который настроен таким образом, что
начинает работать только тогда, когда уровень воды в мерном баке находится чуть выше точки, при которой
поплавок закрывает клапан подачи воды для стирки. В результате, после закрытия этого клапана вода
продолжает перетекать из небольшого резервуара в мерный бак до тех пор, пока крючок на поплавке не
зафиксируется защелкой, после чего начинает работать сифон и опорожняет мерный бак.
Необходимая величина задержки для обеспечения зацепления крюка и защелки и запуска сифона
обеспечивается соответствующим выбором абсолютной ширины неподвижной выемки в малом резервуаре,
поскольку очевидно, что при любом заданном объеме воды, проходящем через выемку за заданное время,
чем уже общее отверстие выемки, тем выше уровень воды над порогом водослива и, следовательно, тем
большее количество воды, которое протечет через выемки после полного закрытия клапана подачи
промывочной воды. В обоих этих типах устройств действие поплавка в измерительном резервуаре может
быть сделано более чувствительным к точке, в которой крюк окончательно зацепляется со своей защелкой, за
счет существенного уменьшения площади поперечного сечения резервуара на этом критическом уровне.
Другой метод регулирования работы клапанов подачи промывочной воды основан на том факте, что
существует определенная зависимость между электропроводностью сточных промывочных вод и
концентрацией соли в них в любой заданный момент времени. Кстати, этот факт также может быть
использован для автоматического разделения промывочной воды на две или более частей, одна из которых
может быть слита в канализацию, а другая может быть использована повторно в двухступенчатой или
многоступенчатой регенерации.
В качестве примера в данном случае также будет рассмотрен клапан типа 5Q для регулирования оттока
промывочной воды, который открывается поршнем во время рабочего хода последнего и удерживается в
открытом положении против действия закрывающей пружины или груза с помощью фиксатора, который в
момент закрытия клапана может быть убран. Иными словами, этот фиксатор снимается, когда проводимость
очищенной промывочной воды приближается к проводимости незагрязненной воды в пределах заранее
установленного предела.
Два электрода установлены таким образом, что сточные воды от промывки протекают по ним одновременно.
Зазор между электродами включен в электрическую цепь, в которую также вставлены источник
электродвижущей силы, регулируемое сопротивление и электромагнит. Очевидно, что сила притяжения
магнита будет меняться в зависимости от изменения сопротивления в жидкостном потоке между электродами.
70 Якорь электромагнита, при притяжении, приводит в движение составной маятник; фактически, якорь
закреплен на горизонтальном стержне, выступающем из точки в вертикальном стержне 75.
Маятник находится над точкой опоры и, следовательно, образует верхний груз маятника. На нижнем конце
стержня расположен тяжелый нижний грузик, массу и положение которого можно изменять, а регулировка
позволяет изменять зазор между полюсами магнита и якорем в положении покоя. Предусмотрена линейная
схема параллельного движения, соединяющая верхний конец стержня маятника и горизонтальный стержень
таким образом, что якорь, вместо того чтобы двигаться по круговой дуге, перемещается по траектории,
которая практически является прямой линией. Аппарат можно отрегулировать в соответствии с очень
незначительными различиями сопротивления 90 в отходящей жидкости, и хотя прибор может быть прочно
сконструирован и способен накапливать значительное количество энергии, его можно сконструировать таким
образом, чтобы его чувствительность в момент притяжения 95 якоря была совершенно иного порядка, чем в
момент отпускания якоря. Момент высвобождения может быть достигнут при любой концентрации солей в
промывочной воде путем 100% регулировки параметров в аппарате без ущерба для накопления значительной
энергии в момент притяжения якоря.
Принцип работы следующий: при первом открытии клапана подачи промывочной воды через него проходит
только вода из отработанного слоя основного ионообменного материала, но за ней быстро следует раствор
солей относительно высокой концентрации, а следовательно, и относительно низкого сопротивления. Затем
между электродами может протекать сравнительно большой ток, и якорь магнита притягивается, при этом
энергия запасается в системе маятника. Концентрация солей в вытекающей промывочной воде быстро
снижается, но якорь не освобождается до тех пор, пока не будет достигнута ранее определенная низкая
концентрация, 120, учитывая тот факт, что относительно слабого течения достаточно, чтобы удерживать
якорь после того, как он был притянут. Когда якорь освобождается, энергия, запасенная в маятнике, может
быть непосредственно использована для срабатывания или отвода фиксатора, что приводит к закрытию
клапана подачи воды для стирки. Фиксатор может, например, состоять из крюка, входящего в полукруглую или
квадрантную форму 130 14289,112, в которой собирается использованный один раз рассол, а входное
отверстие в пространство с другой стороны поршня солевого насоса соединено с подачей свежего рассола.
Затем устройство будет работать в следующей последовательности: фиксатор скользящего элемента
отводится, скользящий элемент опускается и закрывает клапаны, как уже было описано. В результате
поршень совершает свой ход вниз, так что использованный рассол впрыскивается из пространства под
поршнем солевого насоса в отработанный базовый ообменный материал, а свежий рассол забирается в
пространство над солевым насосом. Затем рикошет преобразует 8G через свой собственный клапан и
немедленно производит...
При движении поршня вверх, свежий рассол над поршнем солевого насоса впрыскивается через
ионообменную массу после уже использованного раствора. Кроме того, при движении поршня вверх
всасывается новое количество использованного солевого раствора, готовое к следующей операции.
Однако, при наличии солевого входа в цилиндр, например, в самой нижней точке, возможна двухступенчатая
регенерация с использованием одноступенчатого солевого насоса.
через полый поршневой шток и через выходное отверстие для соли в самой верхней точке. Для этого
используется резервуар для соли, оснащенный регулируемым поплавковым клапаном, позволяющим
поддерживать любой желаемый постоянный уровень свежего солевого раствора во втором резервуаре,
соединенном трубой с первым резервуаром, при уровне ниже указанного. Поплавок, соединенный гибкой
трубой, покоится на поверхности свежего рассола во втором резервуаре, причем конструкция такова, что
жидкий рассол по гибкой трубе всегда будет отбираться с поверхности жидкости в резервуаре; затем гибкая
труба соединяется с входным клапаном солевого насоса.
Часть промывочной воды, предназначенная для повторного использования, поступает во второй резервуар
(110) поверх уже имеющегося слоя свежего рассола, и для этого...
По этой причине, а также по причинам повышения плавучести, поплавок с гибкой трубкой предпочтительно
покрывает практически всю площадь в 115°.
вся поверхность жидкости во втором резервуаре. Таким образом, добавление возвращенного рассола может
быть осуществлено без чрезмерного перемешивания с уже имеющимся концентрированным свежим
рассолом, поскольку поток уже использованного рассола направляется на поверхность поплавка, на которой
рассеивается его кинетическая энергия. Второй резервуар снабжен переливным отверстием.
В работе данная конструкция функционирует следующим образом (125): во втором резервуаре
поддерживается постоянный уровень солевого раствора, и соответствующая доля промывочной воды
поступает во второй резервуар описанным выше способом. 130 углубление в шпинделе и зацепляется с
направляющим горизонтальным стержнем, обычно удерживаемым слабой пружиной, но сильно прижимаемым
к крюку, чтобы освободить последний при освобождении якоря электромагнита.
Энергия отводится от нижнего груза маятника в точке a, находящейся за пределами положения покоя, что
позволяет избежать любого взаимодействия между маятником и клапанным механизмом, за исключением
желаемого момента. Конечно, вместо того чтобы воздействовать непосредственно на фиксатор, грузик может
воздействовать на него косвенно, вставляя между грузиком и фиксатором любой желаемый механизм для
уменьшения количества энергии, необходимой для работы грузика. Например, грузик может замыкать
электрическую цепь, что позволит отдельному электромагниту, получающему энергию, например, от батареи,
фактически выдвинуть фиксатор.
Кроме того, очевидно, что маятниковый груз может быть сконструирован таким образом, чтобы
непосредственно приводить в действие двухходовой клапан или качающийся опрокидыватель, или же
ударять по регулирующему клапану гидравлического двигателя или подобного устройства, соединенного с
более крупным двухходовым клапаном таким образом, что при притяжении якоря маятникового
электромагнита двухходовой клапан устанавливается таким образом, чтобы отработанная промывочная
жидкость поступала в накопительный резервуар для дальнейшего использования при следующей
регенерации, а в момент отпускания якоря двухходовой клапан устанавливается таким образом, чтобы
оставшаяся промывочная вода, которая не имеет практического применения, стекала в канализацию.
Например, грузик может качаться между звеньями V-образного углового рычага, непосредственно
закрепленного на шпинделе двухходового крана или опрокидывающего клапана, или на шпинделе
золотникового клапана гидравлического цилиндра, который может приводить в действие главный
двухходовой клапан, например, посредством реечного механизма.
Данная процедура автоматического разделения сточных вод на две или более фракций требует проведения
регенерации в два или более этапа.
Однако такая регенерация может быть осуществлена в растении в соответствии с настоящим изобретением,
если будут внесены «небольшие необходимые изменения». С этой целью вместо использования
пространства с одной стороны гидроцилиндра в качестве солевого насоса можно использовать
многоступенчатый солевой насос. Например, можно использовать двухсторонний солевой насос,
соединенный с гидроцилиндром, при этом поршень солевого насоса может располагаться на том же штоке,
что и гидроцилиндр, или быть соединен с ним посредством шатуна и кривошипно-шатунного механизма.
Входное отверстие в пространство солевого насоса, который будет подавать жидкость во время хода
гидравлического цилиндра вниз, соединено с резервуаром в 289,112. Благодаря более низкой удельной
плотности этого рассола после его использования, он плавает на поверхности свежего рассола в виде
довольно четко выраженного слоя, особенно потому, что поплавок S лишает поступающий поток
использованного рассола энергии, которая в противном случае способствовала бы перемешиванию. Когда
солевой насос забирает следующую порцию солевого раствора через гибкую трубку, сначала забирается
верхний слой, и только после того, как он будет практически полностью откачан, уровень воды в трубке
опустится достаточно низко для забора свежего рассола.
Свежий рассол, разумеется, будет поступать в гибкую трубу без дальнейшего опускания поплавка благодаря
действию устройства поддержания постоянного уровня, которым может быть обычный шаровой кран.
Поскольку регенерирующая жидкость поступает в цилиндр солевого насоса в самой нижней точке, очевидно,
что слои сохранят в нем то же относительное положение, что и во втором резервуаре, то есть после их забора
свежий рассол окажется на дне цилиндра, а использованный — сверху. Поскольку жидкость подается в
обрабатывающую емкость для регенерации из самой верхней точки солевого цилиндра, тот же порядок будет
сохраняться при прохождении через основной ионообменный материал. Следует отметить, что общий объем
жидкости, который может содержаться во втором резервуаре до перелива, остается постоянным, но уровень,
на котором поддерживается свежий рассол, может регулироваться таким образом, чтобы соотношение
свежего и использованного рассола можно было изменять по желанию.
Разумеется, могут быть предусмотрены и другие способы отделения той части промывочной воды, которая
может быть использована повторно, от той, которая не имеет ценности и сбрасывается впустую. Например,
сточные воды или жидкость, оставшиеся после регенерации (45-), поступают в камеру, которая может быть
цилиндрической и иметь общую форму поплавковой камеры карбюратора, то есть она имеет центральный
вал, проходящий от крышки и несущий поплавок. Поплавок может быть утяжелен путем размещения грузов в
чаше, расположенной на верхнем конце шпинделя снаружи корпуса, при этом на этом же шпинделе
размещены два клапана, которые могут представлять собой диски, расположенные соответственно выше и
ниже поплавка. Они расположены таким образом, что могут взаимодействовать с кольцевыми уплотнениями
и, следовательно, контролировать выход жидкости в выходные трубы, выходящие из цилиндрической камеры
сверху и снизу соответственно. Поплавок защищен от воздействия поступающей жидкости благодаря
перфорированной цилиндрической перегородке. Сточные воды, образующиеся в процессе регенерации,
поступают в пространство за пределами этой перегородки.
В те периоды оттока, когда плотность ниже заданного значения, поплавок опускается так, что нижний диск
закрывает выходное отверстие внизу, а верхний диск открывает выходное отверстие вверху, и,
следовательно, промывочная жидкость вытекает через последнее выходное отверстие, ведущее в слив.
Когда плотность превышает заданное фиксированное значение, поплавок поднимается, закрывая верхнюю
заслонку и открывая нижнюю, так что плотные сточные воды, которые можно использовать повторно,
поступают в накопительный резервуар, из которого их можно будет забрать во время первой части
следующей операции регенерации описанным выше способом. Критическая плотность, выше и ниже которой
поплавок поднимается или опускается, может регулироваться в довольно широком диапазоне путем
изменения веса грузиков в лотке. Увеличение этих весов повышает критическую плотность, а удаление весов
снижает необходимую концентрацию для того, чтобы сточные воды могли поступать в накопительный
резервуар. Разумеется, описанная конструкция может быть изменена в нескольких аспектах. Например,
движение поплавка или эквивалентного тела может быть преобразовано в горизонтальное движение с
помощью соответствующих звеньев или усилено любой системой рычагов и тому подобное.
Датировано 13 октября 1927 года.
Для заявителей: H. A. GILL & Co., дипломированные патентные поверенные, 51/52, Чансери-лейн, Лондон,
W.C.2.
65.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, касающиеся оборудования для проведения реакций, включающих обмен оснований.
Мы, компания UNITED WATER SorITENERS LIMITED, зарегистрированная в соответствии с
законодательством Великобритании, и Эник Беркли Хиггинс, a. Британские подданные, проживающие по
адресу: Олдвич-Хаус, Олдвич, Лондон, W.C. 2, Англия, настоящим заявляют о характере данного изобретения
и о том, каким образом оно должно быть реализовано. Материал находился в процессе регенерации. В
соответствии с настоящим изобретением, в момент переключения клапанов установки для обеспечения
стабильного состояния установки на следующий период умягчения, энергия накапливается и становится
доступной для следующего срабатывания клапанов, но высвобождается при достижении заданного состояния
частичного или полного истощения 75-го объема материала описанным выше способом; то есть, это
происходит в соответствии с объемным расходом обрабатываемой жидкости на входе в аппарат или на
выходе из аппарата, либо в соответствии с результатами, полученными с помощью механического аппарата,
осуществляющего химический анализ жидкости.
При использовании аппарата последнего упомянутого класса в связи с настоящим изобретением
целесообразно применять аппарат, описанный в Техническом описании компании British.
Патент № 264287, описывающий устройство для обработки жидкости, вытекающей из установки, в которой
она обрабатывается. Например, при умягчении воды, когда прибор показывает степень жесткости выше
определенного небольшого заранее заданного значения, установка 95 автоматически перенастраивается для
регенерации основного обменного материала, использованного в последний раз при умягчении.
Когда регулирование зависит от объемного расхода жидкости через установку, очевидно, что регулирование
должно осуществляться с помощью жидкостного счетчика или, по крайней мере, с помощью устройства,
которое в общем смысле является измерительным устройством. Можно привести множество примеров
подобных измерительных устройств. Для наглядности будет достаточно привести несколько примеров.
Например, вода, подлежащая обработке или после обработки, может поступать в измерительное устройство,
состоящее из пары опрокидывающихся устройств, уже известных как установки для умягчения воды с
использованием известкового раствора. Ведро опрокидывается, когда в него попадает известный объем
жидкости. В таком устройстве (115) может производиться изменение параметров регулирующего механизма
очистной установки после заданного числа поворотов, каждый из которых перемещает определенный тип
зубчатой передачи, или после одного поворота. В последнем случае, конечно, вместо того, чтобы пропускать
через опрокидывающее устройство весь объем воды, вероятно, будет пропускаться лишь определенная часть
воды.
В последнем случае (125) необходимо использовать пропорциональный водослив. Это может представлять
собой пару концентрических цилиндрических элементов, один из которых расположен таким образом, чтобы
вращаться на внешней поверхности другого вокруг их общей оси.
В качестве примера можно привести внутренний элемент, который может быть сформирован в форме 130, что
будет подробно описано и установлено в следующем утверждении:
Настоящее изобретение относится к аппаратам для осуществления реакции между твердым основным
обменным материалом и жидкостью, находящейся с ним в контакте, и, в частности, к проведению обменных
реакций, происходящих при умягчении воды с помощью природных или искусственных цеолитов, и которые
происходят при регенерации таких материалов после их истощения в процессе умягчения. В частности,
изобретение относится к осуществлению умягчения воды с помощью активного ионообменного материала,
находящегося во взвешенном состоянии в жидкости, в отличие от процессов, в которых как умягчение, так и
регенерация происходят с материалом в практически непрерывном фильтрующем слое. Пример процессов,
осуществляемых с обменным материалом в суспензии описанным выше способом, изложен и заявлен в
Техническом описании компании British.
Патент № 248414.
Основная цель настоящего изобретения — создание аппарата, в котором жидкость обрабатывается твердым
щелочным ионообменным материалом, при этом такой аппарат автоматически управляется для
предотвращения контакта жидкости с отработанным материалом, и при этом во время работы установки
обеспечивается непрерывный поток и подача обработанной жидкости.
Таким образом, согласно настоящему изобретению, в автоматизированной установке используется несколько
загрузок основного ионообменного материала, причем последняя имеет клапаны или аналогичные элементы,
которые автоматически переключаются в соответствии с общим количеством обрабатываемой жидкости,
прошедшей через используемую загрузку основного ионообменного материала, или в соответствии с
химическим составом жидкости, выходящей из аппарата. В результате такого переключения обрабатываемая
жидкость поступает в новую загрузку основного ионообменного материала, а частично или полностью
израсходованная загрузка подвергается действию регенерирующего агента. Таким образом, во время работы
установки обеспечивается непрерывный поток и непрерывная обработка жидкости. Уже предлагалось
переключать клапаны автоматической установки умягчения воды после прохождения определенного
количества воды, при этом результат достигался бы под контролем водомера, а энергия для переключения
получалась бы из умягчаемой воды, но в таком аппарате умягчение приходилось прерывать, пока
отработанные газы (289,112) не были бы удалены из цилиндра.
С противоположных сторон может быть срезана угловая стенка, при этом у внешнего элемента может быть
удалена большая часть стенки той же длины, оставляя, например, с одной стороны перемычку,
охватывающую тот же угол, что и одна из перемычек внутреннего элемента, а с другой стороны — лишь
относительно тонкую перемычку для механической поддержки. Если повернуть внешний элемент, то
относительно большая перемычка может в большей или меньшей степени закрыть отверстие с одной
стороны, не допуская при этом, чтобы узкая перемычка закрыла отверстие с противоположной стороны в
значительной степени или вообще. Это позволяет произвести регулировку таким образом, чтобы с одной
стороны имелась эффективная водосливная плотина, площадь которой может вмещать любое желаемое
количество воды в соотношении с эффективной площадью водосливной плотины с другой стороны.
Очевидно, что подобное дозирующее устройство может использоваться на практике только при подаче
жидкости при атмосферном давлении, но не может применяться на установках, работающих при более
высоком давлении.
В качестве альтернативы можно использовать устройство Вентури. Например, трубка Вентури может быть
установлена либо на входном патрубке в очистную установку, либо на выходном патрубке из очистной
установки. Соединительные трубы отходят от точек с большим и минимальным поперечным сечением
горловины Вентури и передают соответствующее давление в короб, расположенный по обе стороны от
податливой уравновешенной диафрагмы, на которой установлен легкий клапан.
Клапан может регулировать выход воды из соединения, расположенного в большом поперечном сечении
горловины Вентури. Количество воды, высвобождаемой клапаном, зависит от изменяющейся скорости потока
в трубке Вентури и, по сути, представляет собой интеграл последовательных скоростей потока в трубке
Вентури, а общее количество высвобождаемой воды будет пропорционально общему количеству воды,
протекающей через установку. Объем вытекающей воды может прямо или косвенно приводить в движение
механизм, управляющий клапанами очистных сооружений; например, вытекающая вода может поступать в
небольшой опрокидывающий механизм или небольшой гидравлический привод, который приводит в действие
клапан.
Опять же, в водопроводную магистраль может быть установлен водомер с положительным показанием или
электродвигатель утвержденной конструкции, выполняющие функцию регулятора для клапанов установки или
для подачи энергии, приводящей их в движение, либо они могут быть сконструированы таким образом, чтобы
выполнять обе функции. И снова может быть использован водомер, который, помимо отображения
количества протекающей воды, также сконструирован таким образом, чтобы замыкать электрический контакт
через определенные интервалы времени после того, как пройдет заданное количество воды.
Этот контакт подает ток на электромагнит W, который может либо запускать внешний двигатель для
управления клапанами очистной установки, либо, например, подключать внешний двигатель к клапанам,
чтобы тот мог управлять последними. 70 В предпочтительном варианте устройства согласно изобретению
клапаны и связанные с ними элементы приводятся в действие одним или несколькими элементами,
приводимыми в движение возвратно-поступательным движением по прямолинейной траектории. Для работы
может использоваться гидравлический поршень, приводимый в действие обрабатываемой жидкостью,
который может выполнять тройную функцию: во-первых, являться основным источником энергии для привода
клапанного механизма, во-вторых, 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. 85 В
случае водоумягчительной установки, работающей с теплообменным материалом во взвешенном состоянии
согласно патентной спецификации № 248414, поршень, являющийся односторонним, во время своего
рабочего хода оказывает давление на скользящий элемент под углом 90 градусов, позволяя этому элементу
накапливать энергию, например, в поднятом грузе, натянутой пружине, сжатом газе 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.
100 Когда фиксатор срабатывает, скользящий элемент совершает возвратное движение относительно
быстро, поскольку накопленная энергия внезапно высвобождается и не зависит от движения 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 110 передаются на три клапана, регулирующих
соответственно подачу из магистрали жесткой воды в два водоочистных сосуда, подачу солевого раствора в
сосуды и выход промывочной воды 115 из сосудов. Поршень управляется гидравлическим клапаном, в
данном случае — золотниковым клапаном. Когда фиксатор срабатывает, скользящий элемент быстро
переводит гидравлический клапан в положение 120, в котором он соединяет поршневой цилиндр со сливом.
Таким образом, поршень совершает обратный ход длиной, определяемой положением толкателя, положение
которого устанавливается в соответствии с количеством солевого раствора, которое необходимо втянуть.
Когда поршень соприкасается с указанным толкателем, последний перебрасывает гидравлический клапан в
положение, соединяющее водопровод с цилиндром, так что поршень 130 289,112 немедленно совершает свой
рабочий ход и перемещает скользящий элемент в положение, в котором он 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, впрыскиваемого за один ход. Предпочтительно, все клапаны
представляют собой клапаны со скользящим поршнем, причем каждый поршень состоит из пары
расположенных на некотором расстоянии друг от друга чашеобразных втулок или их эквивалентов,
закрепленных на штоке клапана. Поскольку такие мембраны клапанов обладают гибкостью, целесообразно
делать отверстия в виде пропилов, выполненных спиральной пилой, расположенных по всей окружности
цилиндрического корпуса клапана и открывающихся в кольцевое выходное или входное отверстие,
окружающее стенку с прорезями.
В целях экономии клапан -25, регулирующий выход промывочной воды из уже упомянутых очистных емкостей,
представляет собой простой реверсивный золотниковый клапан, аналогичный трем другим упомянутым
клапанам, но он не должен допускать немедленного выхода промывочной воды 30, и, следовательно, между
его выходом и сливом устанавливается еще один клапан более дорогой конструкции. Этот клапан фактически
регулирует количество промывочной воды, подаваемой в каждом цикле. Данный клапан имеет соединение с
подвижным гидравлическим цилиндром в течение заданного промежутка времени рабочего хода цилиндра, в
течение которого 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.
Время открытия может определяться, например, объемом протекающей промывочной воды, который затем
контролируется водомером, установленным в выходной трубе, ведущей в канализацию. Однако это может
контролироваться и другими способами J55, которые будут описаны более подробно ниже.
Предпочтительно использовать один или несколько приводных элементов, скользящих по прямолинейной
траектории, для управления клапанами, поскольку в случае таких элементов невозможно их перекрытие в
движении или наложение последовательных движений элемента. Это не относится с такой же уверенностью к
случаю В3 вращающихся механизмов, где движения в противоположных направлениях вращения следуют
друг за другом последовательно. Тем не менее, вместо использования одного или нескольких
возвратно-поступательных элементов в качестве элементов управления, управление циклом операций может
быть осуществлено в соответствии с настоящим изобретением с помощью валов или подобных вращающихся
элементов, вращающихся пошагово по мере необходимости при выполнении последовательных шагов, при
этом последовательные движения таких валов или других вращающихся элементов по-прежнему зависят от
действия устройства, такого как расходомер жидкости или аппарат для автоматического проведения
химического анализа жидкости. Кроме того, изобретение может быть в равной степени применено к аппарату,
изображенному на рисунке 4 чертежей, прилагаемых к патентной заявке.
№ 248414, в котором имеется один 85-й обрабатывающий сосуд, но два контейнера ниже, в которых
регенерация и промывка отработанного основного обменного материала могут происходить попеременно. В
данном случае речь идет о клапанах, управляемых 90-градусным регулятором.
Механизм управления, зависящий от количества прошедшей воды или химического состояния очищенной
мягкой воды, состоит из клапана для соединения одного или другого регенерирующего резервуара с
обрабатывающей емкостью, клапана для подачи жесткой воды к основанию одного или другого
регенерирующего резервуара, а также входного и выходного клапанов для регенерирующего раствора и
промывочной воды. 100 Однако в таком случае предпочтительнее использовать жесткую воду, подлежащую
умягчению, в качестве источника энергии для переключения клапанов в нужные моменты. 105 Для того чтобы
изобретение было понятным и легко применимым на практике, далее будут описаны три основных типа
устройств в соответствии с изобретением, а также различные модификации 11(1) этого изобретения, на
примерах со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Рисунок 1 представляет собой схему, иллюстрирующую соединения труб и клапаны, используемые в пункте
115.
Предпочтительная форма устройства; на рисунке 2 показан боковой вид гидравлического цилиндра и...
Клапанный механизм в предпочтительном варианте; Рисунок 2а — боковой вид детали 120; Рисунок 3 — план
деталей, показанных на Рисунке 2; и Рисунок 4 — торцевой разрез по линии IV-I на Рисунке 2. 125 На рисунках
5 и 6 представлены центральные вертикальные разрезы, на которых показаны два из используемых клапанов;
а на рисунке 7 — поперечный разрез линии VII-VII на рисунке 6. 130 Рисунки 8–11 представляют собой
схематические изображения, аналогичные рисунку 1, демонстрирующие различные фазы работы несколько
модифицированной установки; рисунок 12 — это детальный вид рабочего механизма установки, показанной
на рисунках 8–11; рисунок 13 — это боковой вид с нижней половиной в частичном разрезе еще одной третьей
формы установки в соответствии с изобретением; рисунок 14 — это вид под прямым углом к рисунку 13,
показывающий только некоторые рабочие части; рисунок 15 — это план, показывающий те же элементы, что и
на рисунке 14; рисунки 16–26 иллюстрируют альтернативные детали, которые могут быть применены к
формам установки, показанным на рисунках 1–15, — но сами по себе не заявлены; фактически, рисунок 16 —
это перспективный вид, показывающий альтернативную форму источника энергии для управления
Соседние файлы в папке патенты