Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_6093
.pdf
регулирующими клапанами.
На рисунке 17 схематически показана еще одна форма; на рисунке 18 представлен схематический
перспективный вид, демонстрирующий альтернативный метод управления закрытием клапанов на выходе
промывочной воды; на рисунке 19 представлен вид, аналогичный рисунку 18, слегка модифицированной
формы аппарата; на рисунке 20 представлена схематическая форма другого аппарата для управления
закрытием клапанов на выходе промывочной воды; на рисунках 211, 22 и 23 схематически показаны три
метода применения аппарата, показанного на рисунке 20, для автоматического разделения сточных
промывочных вод на две или более фракций; на рисунке 24 представлен метод модификации аппарата для
применения двухступенчатой регенерации; на рисунке 25 показан метод применения двухступенчатой
регенерации с помощью одностороннего солевого насоса; и на рисунке 26 схематически показана другая
форма аппарата для автоматического разделения сточных вод из регенерационного цикла на две фракции.
Устройство, изображенное на рисунках 1–7, включает в себя два конических очистных сосуда А и В, один из
которых в любой момент времени во время работы устройства будет содержать основной ионообменный
материал в суспензии, как показано между линиями 600, al и a2 на рисунке 1, при этом в сосуде А происходит
умягчение, а в сосуде В одновременно происходит осаждение ионообменного материала на дне сосуда, как
показано на b, и в этом сосуде вскоре произойдет регенерация и промывка материала, поскольку соленая
вода поступает в цилиндр 7, а выпускной клапан K для промывочной воды еще не открыт. В общем,
устройство включает в себя трубу 70 1, через которую подается жесткая вода, подлежащая очистке.
Трубопровод продолжается в виде двух ответвлений 2, 3, управляемых впускным клапаном 0. Эти трубы
ведут к нижней части сосудов А и В соответственно. Также имеется ответвление 4, отходящее от магистрали
жесткой воды 1 и ведущее к клапану D, который является гидравлическим клапаном, управляющим работой
гидравлического двигателя E. Последний имеет неподвижный цилиндр 5, подвижный поршень 6 и
неподвижный верхний элемент 7, в который поступает и выводится солевой раствор через трубы S и 9, как
будет описано более подробно ниже. 10 — это сливная труба.
Солевой раствор 85 для регенерации подается по трубе 8 из солевого резервуара F, в котором, как можно
предположить, поддерживается избыток твердой соли, а уровень воды поддерживается на постоянном
уровне, например, с помощью шарового крана 90, так что в резервуаре F всегда имеется достаточное
количество насыщенного рассола. Труба подачи соли 9 ведет к переключающему клапану G, положение
которого определяет, следует ли впрыскивать соль в сосуд A или в сосуд B. Сосуды A и B имеют трубы отвода
промывочной воды 11, 12, которые сообщаются с корпусом дополнительного переключающего клапана H,
являющегося реверсивным клапаном промывочной воды, а между клапаном H и сливной трубой 13
расположен специальный регулирующий клапан промывочной воды K. Следует отметить, что клапан С
расположен таким образом, что жесткая вода имеет доступ ко дну сосуда А, но отрезана от дна сосуда В. Она
течет вверх по сосуду А с такой линейной скоростью относительно размера зерен основного теплообменного
материала, что последний поддерживается в устойчивой суспензии, как указано в предыдущей патентной
спецификации № 248414, при этом вода в нем умягчается и выходит через выходное отверстие для мягкой
воды 14.
115 На рисунке 1 гидравлический клапан D показан в таком положении, что труба 4 отрезана от цилиндра 5,
но последний соединен с дренажной трубой 10, так что подвижный поршень находится в процессе опускания,
втягивая в верхнее пространство внутри элемента 7 солевой раствор, который при обратном или восходящем
ходе будет выталкиваться через трубу 9, в которой находится не показанный обратный клапан. Клапан G
находится в положении 125, позволяя соли поступать в емкость B, но перекрывая ее подачу в емкость A.
Реверсивный клапан подачи промывочной воды H показан на рисунке 1 в положении, перекрывающем
выходную трубу 11, но соединяющем механизм фиксации 289,112. В предпочтительном варианте последний
представляет собой горизонтальный шпиндель 25, выступающий вбок от верхней неподвижной части 16
гидравлического цилиндра. На части длины этого шпинделя имеется углубление 26 в форме квадранта,
образующее ступеньку, которая становится горизонтальной при включении фиксатора, как показано на
рисунке 4. Фиксатор представляет собой крючок 27, шарнирно закрепленный в скользящем элементе 18 и 7.5,
расположенный вертикально вверх, так что в самом верхнем положении скользящего элемента он входит в
зацепление со ступенькой 26, образованной в шпинделе 25, и удерживается там у упора 28 легкой пружиной
29, которая постоянно тянет крючок 27 в направлении зацепления.
К шпинделю 25 прикреплен кривошип 30, слегка наклоненный вниз, причем его внешний конец входит в
зацепление с верхней поверхностью горизонтального рычага 85 31 вблизи точки опоры или шарнира 32
рычага 31. Однако на конце того же плеча рычага 31 рычаг имеет крюк 33, шарнирно закрепленный на нем, но
также выступающий вверх и удерживаемый легкой пружиной 90 34 в зацеплении со ступенькой на
горизонтальном круглом неподвижном стержне 35. Также имеется стопорный штифт 36, предотвращающий
чрезмерное выдвижение крюка 33 вперед.
Кривошип 30 и рычаг 31 образуют множительный рычаг, дающий передаточное отношение примерно 40:1, в
результате чего зацепление крюка 33 со стержнем происходит относительно легко, и крюк легко отцепляется.
Крючок 33, по сути, отсоединяется, когда обменный материал в одном из лечебных сосудов А или В
истощается и нуждается в регенерации. Как уже указывалось, крючок 33 может быть срабатывает от
электромагнита в цепи, находящейся под напряжением контактного счетчика, или от контакта, замкнутого
автоматическим анализатором, если последний показывает, что сточные воды из рассматриваемого
очистного сооружения не умягчены должным образом. В результате крюк 33 освобождается, горизонтальный
рычаг 31 опускается вниз, упираясь в упор, тем самым снимая опору с кривошипа 30, так что горизонтальный
шпиндель 25 115 может свободно вращаться, а крюк 27, под действием тяжелого груза 24, фактически
поворачивает шпиндель 25 в положение, в котором крюк 27 освобождается.
Груз 37 предназначен для восстановления рычага 31 (120) после того, как крюк 27 покинет шпиндель 25. Крюк
27 мгновенно возвращается в вертикальное положение, упираясь в стопорный штифт 28, благодаря пружине
29, и готов к повторному зацеплению со ступенькой 26 125 при следующем подъеме скользящего элемента
18.
Когда скользящий элемент 18 освобождается, как уже было описано, он совершает внезапный ход вниз,
независимо от движения поршня 6. Его выходная труба 12 (130) соединяется с клапаном K.
Однако последний еще не открыт, чтобы обеспечить отвод промывочной воды из емкости B через трубу 12 в
сливную трубу 13.
Детали механизма управления клапаном лучше всего показаны на рисунках 2–4. Как уже указывалось,
конечным источником энергии для привода клапанного механизма является гидравлический цилиндр 6,
работающий в цилиндре 5 и перемещающийся между верхним фланцем 15 цилиндра 5 и фланцем 16
внутреннего цилиндра 7. Кстати, поршень также служит мерой объема регенерирующего раствора,
забираемого из резервуара F при каждом ходе поршня, и это количество можно регулировать, изменяя ход
поршня, как будет показано позже. Наконец, поршень служит средством для впрыскивания этого солевого
раствора в материал в сосуде A или B, как уже упоминалось. Впрыскивание может осуществляться под
давлением, и в показанном примере сосуды А и В закрыты сверху, так что впрыскивание соли происходит
против давления воздушного шлюза. Как показано на рисунке, поршень 6 представляет собой односторонний
поршень, предназначенный для вертикального перемещения.
Из сказанного выше следует, что рабочий ход поршня — это ход вверх, и, по сути, поршень имеет выступ в
виде качающейся пластины 17, лучше всего показанной на рисунке 2а, которая на протяжении большей части
своего хода движется вверх, соприкасаясь с поверхностью скользящего элемента 18, который в этой части
имеет квадратное поперечное сечение, но в течение последней части рабочего хода этот элемент 18
поднимается качающейся пластиной 17, зацепляющейся под выступом 19 на элементе 18. На рисунке 2
показана качающаяся пластина 17, отсоединенная от плеча 19. Для этого пластина 17 имеет форму,
показанную на плане на рисунке 3, при этом край 20 входит в зацепление под выступом 19, а в выемку 21
входит клин или неподвижный кулачок 22, закрепленный на кронштейне 16a на неподвижном фланце 16, из
которого указанный клин выступает вниз в выемку 21 и отводит качающуюся пластину 17 по мере ее подъема
в конце хода, при этом качающаяся пластина движется по часовой стрелке, как показано на рисунке 3, против
натяжения пружины 23.
Затем поршень перемещается дальше, оставляя скользящий элемент, как показано на рисунке 2.
Скользящий элемент 18 представляет собой вертикальный стержень, утяжеленный сверху тяжелым грузом
24. Это может составлять около 300 фунтов.
Но, конечно, вместо этого подошла бы и натянутая пружина достаточной жесткости. Скользящий элемент 18
удерживается в поднятом положении, показанном на рисунке 2, движением вниз (289,112), которое, по сути,
является его рабочим ходом, и вблизи его нижнего конца к нему прикреплена шарнирно выступающая вниз
тяга или короткий шатун 38, имеющий штифт 39 внизу, который входит в зацепление с коромыслом 40, так что
шатун 38, штифт 39 и коромысло 40 образуют механизм, который передает попеременные качательные
движения горизонтальному валу 41 в противоположных направлениях во время последовательных движений
вниз или рабочих ходов скользящего элемента 18. Качающийся механизм 40 изображен в виде треугольной
пластины с основанием 42, направленным вверх, но слегка наклоненным в одном из крайних положений.
Пластина 40 имеет паз 43, параллельный основанию 42 и заканчивающийся на обоих концах небольшими
углублениями 44. Таким образом, при движении скользящего элемента 18 вниз штифт 39 застревает в одном
из углублений 44, сдвигает треугольную пластину 40 в соответствующем направлении, а затем при
следующем движении скользящего элемента 18 вверх штифт 39 просто скользит вверх по верхней
поверхности наклонного паза 43, не раскачивая пластину 40, и в верхней точке подъема оказывается в
углублении 441 на противоположном конце паза 43, готовый перескочить через треугольную пластину 40 в
противоположном направлении при следующем движении скользящего элемента вниз.
Установлено, что зацепление штифта 39 с углублениями 44 становится более надежным, если тяга или шатун
38 выдвинуты вверх за пределы своего шарнирного штифта в месте соединения со скользящим элементом
18, при этом выдвинутая вверх часть утяжеляется и тем самым способствует повороту шатуна 38 в нужном
направлении, чтобы вызвать зацепление штифта 39 с углублением 44.
Горизонтальный вал 41 также несет дополнительную качающуюся пластину 46 треугольной формы, но
расположенную на некотором расстоянии от пластины 40, как показано на рисунке 2. Пластина 46 имеет на
обоих своих концах шарнирные соединения с кривошипными шатунами 47, 48, верхние концы которых
шарнирно соединены с двумя направляющими 49, 50. Задвижка 49 закреплена на двух штоках клапанов HI и
G, регулирующих соответственно выход промывочной воды и вход солевого раствора в емкости для
обработки A и B. Задвижка 50 закреплена на штоке клапана C, который регулирует вход жесткой воды в
емкости для обработки A и B. Клапаны C, G и H, как показано на рисунке 1, представляют собой простые
переключающие задвижки, но будут описаны более подробно ниже.
Когда клапан C перемещается в верхнее положение, он обеспечивает доступ жесткой воды к
обрабатывающему сосуду A, но перекрывает ее доступ к обрабатывающему сосуду B. Одновременно
клапаны G и H перемещаются в нижние положения, так что они соответственно открывают трубу, подающую
солевой раствор в обрабатывающий сосуд B, и трубу 12, отводящую промывочную воду из обрабатывающего
сосуда B, но перекрывают вход соли и выход промывочной воды из обрабатывающего сосуда A. Как уже
указывалось, клапан промывочной воды H, хотя и открывает трубу 12 для оттока промывочной воды, не
является определяющим фактором, обеспечивающим поток промывочной воды, поскольку последовательно с
ним в той же выходной трубе находится клапан K другой конструкции, который будет описан более подробно
ниже.
В дополнение к уже описанному механизму 80, скользящий элемент 18 имеет раздвоенный кронштейн 51,
выступающий вбок и взаимодействующий с рычагом 52, способным качаться вокруг неподвижной оси 53.
Другая часть рычага 52 шарнирно соединена с соединительным стержнем 85 54, который, в свою очередь,
соединен со ползунком 55, способным перемещаться вверх и вниз по неподвижному направляющему стержню
56. Ползунок 55 имеет крючок 57, который при определенных условиях входит в зацепление со ступенчатым
штифтом 58 на втором ползунке 59, также способном 90 перемещаться по стержню 56, как показано на
рисунке 2. Ползунок 59 закреплен на штоке 60 клапана ID. На рисунке 2 клапан ID показан в самом нижнем
положении, в котором он соединяет патрубок 4 для жесткой воды 95 с цилиндром 5. Когда скользящий
элемент 18 опускается вниз, он раскачивает рычаг 429, поднимая ползунок 55, и поскольку в этот момент крюк
57 входит в зацепление со штифтом 58, ползунок 59 также поднимается на 100, увлекая шток клапана 60
вверх, пока клапан D не перекроет подачу жесткой воды и не соединит пространство внутри цилиндра 5 со
сливной трубой 10.
В этот момент поршень 6 поднялся и остается в верхней точке своего хода, поскольку, как уже объяснялось,
его клапаны нельзя переключить, чтобы обеспечить движение вниз, пока не сработает фиксационный
механизм скользящего элемента 18. Когда это происходит, клапан D поднимается описанным выше способом
и переключает соединения с цилиндром S, так что поршень 6 может затем опуститься под собственным
весом. 115 Однако поршень 6 не остается в нижней точке своего хода, поскольку, достигнув точки, которая
была определена как нижняя точка его хода, он переключается между своими клапанами (120) благодаря
механизму, который будет описан далее, и немедленно возвращается в исходное положение, совершая ход
вверх. Это достигается с помощью следующего механизма: крюк 57 имеет хвостовую часть 61,
простирающуюся горизонтально в направлении 125 к цилиндру 5, и в верхнем положении внутреннего
диаметра клапана хвостовая часть 61 входит в зацепление с поворотным спусковым рычагом 62.
Рычаг 62 соединен коротким звеном 63 с еще одним горизонтальным поворотным рычагом 64 130, и на части
обратного хода вверх клапан управления промывочной водой K остается закрытым, то есть в верхнем
положении, как показано на рисунке 1, и поэтому, как уже было описано, соль 70 впрыскивается в сосуд B
против давления воздушного шлюза в верхней части этого сосуда. Это, попутно, дает время для оседания
содержащегося в нем основного обменного материала на дно сосуда 75 B, готового к регенерации. Однако,
когда поршень завершил свой ход вниз и начал ход вверх, и, следовательно, уже приступил к впрыскиванию
регенерирующего солевого раствора 80, шток 69, выступающий вниз из головки поршня 6 с регулируемым
толкателем 70, перемещает клапан K вниз и, следовательно, открывает его. Регулировка толкателя 85
определяет точку в ходе впрыска рассола поршня 6, в которой открывается регулирующий клапан
промывочной воды. Толкатель 70 входит в зацепление с выступом 71 на вертикальной защелкивающей
пластине 72, установленной таким образом, чтобы вращаться вокруг горизонтальной оси 73 на направляющей
74, которая, следовательно, скользит, толкатель 70 может подниматься вверх, поскольку во время этой части
подъема пластина 72 предотвращается от поворота против часовой стрелки удерживающей полосой 75.
Однако в определенный момент при движении штока 6 вверх защелка 72 освобождается от неподвижной
полосы 75 и может вращаться вокруг своей оси 73, в результате чего выступ 71 выходит из-под действия
толкателя 70, и последний может подняться до верхней точки своего хода, не поднимая дальше
направляющую 74. На рисунке 2 показано положение 105, в котором толкатель 70 вот-вот повернет защелку
72 и выйдет из упора 71. Ползунок 74 соединен звеном 76 с горизонтальным качающимся рычагом 77, другой
рычаг которого соединен звеном 78 с ползуном 79, к которому прикреплен шток 80 клапана управления
промывочной водой K. Таким образом, ползунок 79 перемещается вниз по неподвижному направляющему
стержню 81 во время подъема поршня, и клапан K перемещается в нижнее положение, в котором он
открывает выход промывочной воды в сливную трубу 13. Время, за которое клапан К закрывается (120°C),
зависит, конечно, от желаемого объема промывочной воды.
Это может быть определено просто по временной задержке в клапане, показанном на рисунке 6, или с
помощью альтернативных методов, которые будут описаны более подробно позже.
Конечно, в аппарате могут использоваться практически любые типы клапанов, хотя, как уже было показано на
рисунке 1 и описано, золотниковые клапаны 130 имеют на своем внутреннем конце тонкий, направленный
вниз шток 65, имеющий резьбу и поддерживающий шайбу 66, регулируемо закрепленную гайкой 67, так что
шайбу 66 можно установить в любой точке в соответствии с желаемой длиной хода. Раздвоенный рычаг 68,
жестко закрепленный на фланце поршня 6, перемещается вниз таким образом, что в заданной точке
нисходящего хода он входит в зацепление с шайбой 66, втягивая стержень 65 вниз, тем самым раскачивая
шарнирно закрепленные горизонтальные рычаги 62, 64, при этом рычаг 62 прижимает хвостовую часть 61 к
пружине 68, отсоединяя крюк 57 от штифта 58.
Это позволяет ползуну 59 внутреннего диаметра клапана свободно опускаться под весом деталей. Это
переключает клапан D таким образом, что вода под давлением из трубы 4 поступает в цилиндр 5, и, как уже
говорилось, поршень 6 немедленно совершает свой ход вверх, поднимая и возвращая в исходное положение
скользящий элемент 18 способом, который будет понятен из приведенного выше описания. Однако при
движении скользящего элемента вверх его качающийся рычаг 52 и шатун 54 приводятся в действие таким
образом, что заслонка 55 опускается вниз в такое положение, что крюк 57 под действием пружины 68 может
снова войти в зацепление со штифтом 58 и захватить заслонку 59, подготовив ее к следующему движению
скользящего элемента 18 вниз для подъема заслонок 55, 59 и клапана D, чтобы инициировать дальнейший
ход поршня 6 вниз.
Очевидно, что можно было бы использовать два таких клапана, как K, один в выходной трубе 11, а другой в
выходной трубе 12, но из-за устройства, создающего задержку срабатывания, которое будет описано позже,
такие клапаны относительно дороги, и дешевле использовать простой переключающий клапан, такой как H, в
сочетании с клапаном, таким как 1K, чем использовать два таких регулирующих клапана, как K. Цель
размещения клапана H на стороне клапана K, ближайшей к сосудам A и B, состоит в том, чтобы клапан H мог
переключать один из трубопроводов 11 или 12 на регулирующий клапан K. Последний также является
золотниковым клапаном и открывается для обеспечения оттока промывочной воды прямым действием
поршня 6. Следует помнить, что в стабильных условиях, то есть при размягчении в одном сосуде А и
регенерации и промывке в другом сосуде В, в соответствии с условиями, схематически показанными на
рисунке 1, поршень 6 совершает ход вниз и ход вверх и остается неподвижным до прихода следующего
импульса, освобождающего крюк 27, удерживаемый скользящим элементом 18.
Во время нисходящего хода поршня 6 289J12 использовался... Предпочтительный тип клапана, который
предполагается использовать, показан на рисунках 5 и 6. На рисунке 5 изображен простой переключающий
клапан, подобный тем, которые могут использоваться для клапанов C, D, G или H1, и можно считать, что,
например, рисунок 5 представляет собой разрез клапана регулирования концентрации соли G. Он состоит в
основном из цилиндрического или трубчатого корпуса 82 с центральным входным отверстием 83 и
кольцевыми пространствами 84, 85 по обе стороны от центра, с выходными отверстиями 86, 87, ведущими
соответственно к трубам ga, 9b, подающим солевой раствор в емкости для обработки A и B. Скользящий
элемент состоит из пары поршней, каждый поршень включает в себя две чашеобразные кожаные вставки 88,
89 и 90, 91; вместо кожаных вставок они могут быть изготовлены из гибкого металла. Их главное
преимущество заключается в том, что каждый из них служит гидравлическим уплотнением, благодаря чему
концы корпуса 82 могут быть открыты, как показано на рисунке 5, без необходимости использования
сальниковой набивки на обоих концах. В представленной форме все четыре Q из кожаных вставок 88, 89, 90
или 91 имеют края или вогнутые стороны, направленные к середине корпуса клапана, к которому подсоединен
вход 83.
Такая форма чашеобразных кожистых трубок требует прерывистых отверстий, и выходные отверстия
фактически выполнены в виде двух рядов расположенных по спирали щелей 92, 93. Именно из-за
ограниченного выходного отверстия их необходимо располагать по всей окружности трубчатого корпуса 82,
что приводит к необходимости наличия кольцевых зазоров 84, 85. Как показано на рисунке 5, клапан может
соединять вход 83 с любым из выходов 86 или 87. В открытом выходном отверстии, а именно в выходном
отверстии 86 на рисунке, соответствующие чашеобразные уплотнительные кольца 88, 89 перемещены в
положение, удаленное от входного отверстия 83, тогда как в закрытом выходном отверстии 87 одно из
чашеобразных уплотнительных колец 90 отделяет его от входного отверстия 83, а другое чашеобразное
уплотнительное кольцо 91 герметизирует его от внешней атмосферы.
* Клапан регулирования подачи промывочной воды K, подробно показанный на рисунке 6, представляет собой
всего лишь запорный золотниковый клапан с одним входом 94 и одним выходом 95, для работы которого
требуется всего две резиновые прокладки 96, 97, края которых или вогнутые стороны направлены внутрь, то
есть друг к другу. Клапан показан в нижнем или открытом положении, при этом резиновые прокладки 96 и 97
расположены ближе к концу трубчатого корпуса клапана 98, за входным отверстием 94 и выходным
отверстием 95 соответственно. В закрытом положении шток клапана 80 перемещается вверх, фактически
приводимый в движение пружиной сжатия 99, как показано на рисунке 2, после чего кожаная манжета 97
располагается между входным отверстием 0,5 941 и выходным отверстием 95, закрывая клапан, а кожаная
манжета 96 располагается между входным отверстием 94 и открытым верхним концом корпуса клапана 98,
тем самым герметизируя входное отверстие 94 от внешней атмосферы. Клапан сконструирован таким
образом, чтобы перемещаться вниз до положения «открыто» на 70 градусов.
В исходное положение он не оказывает заметного сопротивления, но при попытке перемещения в закрытое
или верхнее положение пружиной 99 он движется очень медленно. Необходимая временная задержка для
достижения желаемого значения составляет 75.
Поток промывочной воды обеспечивается за счет размещения на нижнем конце штока 80 кожаной чашки или
аналогичного элемента 100 с установленным на ней центральным обратным клапаном 101. Это позволяет
воде свободно протекать через него снизу вверх, то есть когда клапан движется вниз к открытому положению,
но, как показано на рисунке, обратный клапан 101 представляет собой полую перевернутую часть кожаной
чашки 85.
и, возможно, изготовлен из каучука с тонкой центральной щелью 102. В результате, без каких-либо
дополнительных мер, клапан не сможет переместиться вверх в закрытое положение. Однако для обеспечения
медленного движения клапана вверх под контролем предусмотрена небольшая обводная труба 103 с
регулирующим клапаном 104, соединяющая входное отверстие клапана 94 с закрытым пространством под
кожаной чашкой 95 100. При заданной пружине 99 время закрытия задвижки K можно регулировать по
желанию, открывая или закрывая клапан 104 в трубе 103.
Уже упоминалось, что пространство 100 в гидравлическом цилиндре 7 над поршнем 6 действует как
односторонний насос для перекачки рассола. Таким образом, во время движения поршня 6 вниз под
действием собственного веса солевой раствор предпочтительно всасывается из источника 105.
Резервуар F, в котором насыщенный солевой раствор поддерживается на постоянном уровне с помощью
шарового крана. Затем во время подъема или рабочего хода поршня всасываемый солевой раствор
вытесняется в 110 обрабатывающий сосуд, в котором требуется регенерация основного обменного
материала; правильный сосуд, разумеется, выбирается переключающим клапаном подачи соли G. Также
следует учитывать 115.
Следует учитывать, что помимо уже описанной регулировки длины хода поршня, время хода поршня вниз
может изменяться 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. 125
Как уже указывалось, клапан, регулирующий поток промывочной воды, может быть выполнен несколькими
различными способами.
Как уже было описано, наиболее удобно открывать клапан 130 A 289,112 289,112 во время рабочего хода
гидравлического поршня посредством соединения с этим поршнем, но вместо того, чтобы закрытие было
просто вопросом времени, оно может зависеть от общего объема прошедшей промывочной воды. Например,
сточные воды после промывки могут проходить через счетчик, расположенный после заданного потока, для
замыкания контакта, который посредством электрической цепи немедленно позволяет закрыть клапан подачи
промывочной воды K.
На схеме установки, показанной на рисунках 8–12, снова имеются два очистных сосуда А и В. В сосуде А
показано, что умягчение происходит во взвешенном состоянии основного обменного материала между
уровнями а' и а2, в то время как в сосуде В происходит регенерация, при этом обменный материал оседает на
дно сосуда, как показано на рисунке b. Значительная часть оборудования идентична той, что уже показана на
рисунке 1, при этом магистраль жесткой воды обозначена цифрой 1 и продолжается в виде двух ответвлений
2 и 3. В данном случае, однако, используются два впускных клапана для воды Cl и O2. Трубы 1 и 2 ведут через
эти клапаны соответственно к дну емкостей А и В. Также имеется ответвление 4 от магистрали жесткой воды к
клапану D, который, как и прежде, является гидравлическим клапаном, управляющим работой
гидравлического двигателя E. Последний в данном случае показан как имеющий неподвижный двухсторонний
цилиндр 5 и подвижный поршень 6, но соль показана всасываемой и выбрасываемой отдельным
односторонним соляным насосом L. Соль снова всасывается в насос L из соляного резервуара F, в котором
поддерживается избыток твердой соли, так что уровень рассола в резервуаре поддерживается на постоянном
уровне, например, с помощью шарового крана, не показанного на рисунке.
Соль поступает в насос L через обратный клапан 105 и регулирующий клапан 106, который может
представлять собой игольчатый клапан. Подобный клапан может также использоваться в системе, показанной
на рисунке 1, его основное назначение — дросселирование подачи соли к насосу L и, таким образом,
регулирование скорости перемещения плунжера 6 и поршня 107 солевого насоса L. Трубопровод подачи соли
9 ведет к переключающему клапану G, как и прежде, положение которого определяет, будет ли соль
впрыскиваться в сосуд A или в сосуд B через обратные клапаны 108 и 109 соответственно. Как и прежде,
сосуды А и В имеют трубы для слива промывочной воды 11, 12, но в данном случае вместо переключающего
клапана показаны два регулирующих клапана K' и K2. В них используются демпфирующие устройства,
регулирующие закрытие клапанов, как уже было описано в связи с рисунками 1–7, но на рисунках 8–11
устройство показано в виде одностороннего регулируемого клапана 110 или 111 и пружины закрытия 112 или
113, предназначенной для указания того, что клапаны могут перемещаться вверх в открытое положение без
сопротивления, но могут быть закрыты только действием пружин 112 или 113 с относительно медленной
скоростью. 114 обозначает расходомер или анализирующее устройство, размещенное в выходной трубе
мягкой воды 14.
Как и прежде, два очистных сосуда А и В явно работают попеременно, а управляющее устройство 75
приводится в действие гидравлически водой, поступающей в цилиндр Е. Впускные клапаны жесткой воды Cl и
O2 и впускной клапан соли G приводятся в действие в направлении вверх кулачками 80 на главном
управляющем валу 115, но возвращаются в исходное положение пружинами, показанными на рисунке.
Гидравлический клапан D поднимается кулачком 116 на валу 115, но остается в исходном положении до тех
пор, пока не будет возвращен в исходное положение механизмом срабатывания 8,5, который будет описан
позже.
Выходные клапаны для промывочной воды K' и K2.
Они прижимаются вверх к пружинам 112 и 113 кулачками 117 и 118 на вспомогательном управляющем валу
119. Оба вала 115 и 119 приводятся в действие поршнем 6, а показанный механизм включает в себя рейку
120, которая является продолжением штока поршня гидравлического двигателя B, и она проходит под
шестерней 121, окружающей втулку 122, расположенную на валу 115, и входит в зацепление с ней. Зубчатая
рейка также проходит снизу и входит в зацепление с шестерней 123, расположенной на валу 119.
Соединение между шестерней 123 100 и валом 119 таково, что когда шестерня приводится в движение
движением поршня 6 наружу или вниз, она свободно вращается, не приводя в движение вал 119, но при
обратном движении поршня 105 6 вверх ведомая шестерня 123 вращает вал 119 на пол-оборота. Удобно
обратиться к направлению вращения различных элементов, и в дальнейшем описании будет предполагаться,
что детали рассматриваются с правого конца на рисунках 8–11.
Соединение между поршневым штоком двигателя E и главным управляющим валом 115 подробно показано
на рисунке 12. Шестерня 121 соединена с втулкой 122 таким образом, что при вращении шестерни 121 по
часовой стрелке во время хода рейки 120 наружу или вниз она приводит во вращение втулку 122 в том же
направлении. Однако при вращении шестерни 121 против часовой стрелки она не только свободно вращается
на втулке, но и имеет определенный люфт относительно втулки 122, так что при возникновении напряжения,
необходимого для ее обратного вращения с помощью утяжеленного рычага 124, закрепленного на втулке 122,
втулка 122 не может вернуться в исходное положение таким образом, даже если шестерня 121 в этот момент
зафиксирована. Таким образом, действие механизма 130 заключается в следующем: во время хода поршня 6
рейка поворачивает шестерню 121 на пол-оборота по часовой стрелке; это приводит к повороту втулки 122 на
тот же угол и перемещению рычага 124 из положения, показанного на рисунке 12, приблизительно в
положение, обозначенное цифрой 125, почти вертикально над втулкой 122.
Втулка 1,O 122 имеет храповое или эквивалентное соединение с валом 115 таким образом, что при вращении
втулки 122 по часовой стрелке, как описано выше, она не приводит в движение вал 115, но при вращении
втулки 1,5 122 против часовой стрелки она приводит в движение вал 115 в том же направлении. Как показано
на иллюстрации, это обеспечивается с помощью собачки 126, шарнирно закрепленной в точке 127 на выступе
рычага 1241 и входящей в зацепление с кольцом зубьев храпового механизма 128, закрепленным на главном
валу 115. Кольцо зубьев храпового механизма 128 входит в зацепление с фиксатором 129, шарнирно
закрепленным на неподвижной раме аппарата и предназначенным для предотвращения падения
утяжеленного рычага 124 при вращении шестерни 121 по часовой стрелке во время хода поршня 6. Таким
образом, эффект от полного хода поршня 6 наружу и внутрь заключается в следующем: во время хода наружу
шестерня 121 поворачивается по часовой стрелке, вращая втулку 122 и поднимая рычаг с грузом 124. В
течение этого времени главный вал 115 и кольцо зубьев 128 остаются неподвижными.
На обратном ходе шестерня 1221 вращается в обратном направлении без остановки на втулке 122, так что
оставшиеся части удерживаются в положении фиксатором 129, в который они были вставлены во время
обратного хода поршня 6. Если затем фиксатор 1299 вытянуть из зубьев 128, как это фактически происходит
при контакте с расходомером 114, то утяжеленный рычаг 124 упадет в положение, показанное на рисунке 12,
поскольку соединение между втулкой 122' и шестерней 121 позволяет это сделать. Однако при таком падении
собачка 126 приводит в движение кольцо зубьев храпового механизма 128 и главный управляющий вал 5.0
11-5 на пол-оборота против часовой стрелки.
Здесь следует, между прочим, упомянуть, что на аналогичном оборудовании, но в котором имеется более
двух сосудов, таких как Agnad3, работающих поочередно, валы 115 и 119 вместо того, чтобы совершать
половину оборота за каждый двойной ход поршня 6, будут проходить меньшую долю оборота, например,
треть оборота в случае трех обрабатывающих сосудов и так далее.
Любые дальнейшие детали устройства удобнее всего описать в связи с циклом работы, который кратко
выглядит следующим образом: как уже было указано, в положении, показанном на рисунке 8, жесткая вода
поступает через клапан Cl в основание сосуда A, а мягкая вода вытекает из этого сосуда через выходную
трубу 14, в то время как поршень 6 поднялся, а поршень 107 находится в верхней точке своего хода, так что
соль только что полностью впрыснулась над слоем b в сосуде B. 75 Промывочная вода прошла через слой b,
и клапан K2 только что закрылся своей пружиной 113, перекрывая поток промывочной воды, так что
умягчение продолжается в стабильном состоянии в контейнере A 80r до тех пор, пока материал в этом
контейнере не будет израсходован. Кроме того, описанным ранее способом, утяжеленный рычаг 124 был
повернут и поднят, чтобы занять положение 125. Однако, когда через счетчик 114 проходит заданное
количество воды (85%) или когда аналитический прибор показывает, что вода недостаточно смягчается,
электрический контакт, управляемый прибором 114, замыкается, электромагнит активируется, и фиксатор 129
отводится.
Как уже указывалось, это позволяет утяжеленному рычагу 1241 опуститься и повернуть главный управляющий
вал 115 на пол-оборота в положение 95, показанное на рисунке 9. Этот переход происходит за считанные
секунды или доли секунды.
На рисунке 9 достигаются следующие условия: кулачок 130 на главном валу 115 позволяет пружине 131
закрыть клапан Cl, отключая сосуд A от трубы жесткой воды 1, так что основной обменный материал a в этом
сосуде начинает оседать. Одновременно кулачок 105 132 приводит в действие клапан C2, благодаря чему
жесткая вода может протекать через ответвление 3 в основание очистного сосуда B и вскоре поднимает
обменный материал b во взвешенное состояние, как также показано на рисунке 110 9. Затем задвижка G
перемещается под действием пружины 133, управляемой кулачком 134, в положение, в котором она
перекрывает трубу подачи соли 9 от трубы 135, ведущей к сосуду B, но 115 соединяет трубу подачи соли 9 с
трубой 136, ведущей к сосуду A, в точке, которая будет находиться немного выше слоя базового
ионообменного материала, когда он полностью осядет. Кроме того, гидравлический задвижной клапан D
диаметром 120 мм был поднят двойным кулачковым механизмом 116 для соединения подачи воды,
поступающей по трубе 4, с пространством в цилиндре над поршнем 6.
Следует отметить, что кулачок 116 сместился на 125, так что его ступенька 137 едва проходит конец штока
клапана 1388. Клапан, как уже упоминалось, не имеет пружинного управления, и поэтому он остается в
положении со штоком 138 130 216 289,112 поршня 6, а поршень 107 возвращается в исходное положение, как
показано на рисунке 11. Во время восходящего стробоскопического воздействия солевой раствор
прокачивается поршнем 107 через трубу 9 к клапану G и 790 через клапан 108 и трубу 136 в обрабатывающую
емкость A. Также во время восходящего хода зубчатая рейка 120 приводит в движение шестерню 123 на валу
119 на пол-оборота, так что кулачки 117 и 118 75 на этом валу также поворачиваются на пол-оборота, быстро
открывая клапан K1, при этом клапан K2, конечно же, уже закрыт. Такая конструкция позволяет клапану 1 1
или K2 оставаться закрытым до тех пор, пока практически вся соль не будет впрыснута поршнем 107.
Поскольку вода свободно проходит через обрабатывающий резервуар, в котором происходит умягчение, нет
опасности впрыскивания солевого раствора. Однако если основной выход для мягкой воды через трубу 14
засорен, то есть вода не поступает из входа жесткой воды 1 в другой обрабатывающий резервуар, в аппарате
может быть создано такое высокое давление, которое приведет к его разрыву. Именно поэтому желательно
предусмотреть воздушные затворы или амортизирующие камеры a3 и b3 в головной части резервуаров 95 A и
B, и на практике предпочтительнее соединять такие амортизирующие камеры с выходной трубой мягкой воды
14, как показано на рисунках 8-b11. Введение солевого раствора 100 под давлением таким способом имеет
значительные преимущества, поскольку в таких условиях он не может легко проникнуть в осевший слой
ионообменного материала в основании сосудов А или В, так как на дне сосуда 105 нет открытого выходного
отверстия, и, как следствие, введенный солевой раствор вытесняет воду вверх в сосуде А или В и образует на
поверхности осевшего ионообменного материала сплошной слой солевого раствора 110 в очень
высококонцентрированном состоянии.
Этот слой солевого раствора впоследствии может быть протолкнут вниз через слой, если позволить воде течь
вниз через слой, не разбавляясь при этом существенно, и этот факт значительно повышает эффективность
процесса регенерации. Таким образом, кулачки 117 и 118 открывают клапан K' или K2 только в конце хода
поршня 107, и они представляют собой кулачки в форме улитки с определенным выступом, расположенные,
как показано на рисунке 11, таким образом, чтобы слегка смещаться в конце хода поршня 107, оставляя конец
штока 125 146 или 146a свободным, так что без дополнительных приспособлений пружина 112 или 113
немедленно вернет клапан и закроет его. Чтобы этого избежать, предусмотрены демпфирующие устройства
110 и 111, которые, будучи свободными от кулачка 116, также позволяют им перемещаться в нижнее
положение при получении соответствующего импульса. Кроме того, шток 138 клапана J) выдвинут назад
таким образом, что при движении вверх или назад он соприкасается с небольшим рычагом 139, закрепленным
на неподвижном штифте в точке 140, поворачивая последний так, что груз 141, который он несет, проходит
через мертвую точку, как показано на рисунке 9.
Движение внутреннего диаметра клапана также соединило пространство под поршнем 6 через трубы 142 и
143 со сливом, или, точнее, с резервуаром с солевым раствором F, так что давление воды теперь начинает
перемещать поршень 6 во время его хода наружу или вниз. В определенный момент этого хода толкатель
144, закрепленный на штоке поршня 145 гидравлического двигателя E, входит в зацепление с левым рычагом
кривошипно-шатунного механизма 139, снова перемещает его, изменяя направление вращения
золотникового клапана, что возможно благодаря положению кулачка 116, и, следовательно, устанавливает
клапан в положение, позволяющее выполнить следующий ход поршня 6. Разумеется, нет никаких возражений
против пропускания жесткой воды по трубе 143 в солевой бак F, поскольку в процессе регенерации
практически не имеет значения, используется жесткая или мягкая вода.
Влияние хода поршня 6 на валы 115 и 119 уже было описано. Следует напомнить, что зубчатая рейка 120
вращает шестерню 121 так, чтобы она приводила в движение втулку 122 и поднимала утяжеленный рычаг
124. Также во время этого хода поршень 107 движется наружу, втягивая поршень солевого раствора из бака F
через клапаны 105 и 106, причем последний оказывает уже упомянутое замедляющее или демпфирующее
действие. Цель замедления хода поршня на выходе состоит в том, чтобы дать материалу для обмена щелочи
в обрабатывающем сосуде А время осесть до того, как поршень 107 начнет свой обратный или восходящий
ход, чтобы вдавить соль в сосуд А. При необходимости в штоке поршня -50 145 между поршнем 6 и поршнем
107 может быть установлен люфт, так что ход последнего поршня может быть равен либо полному
перемещению поршня 6, либо любой его доле. Если этот потерянный поток можно регулировать, то объем
солевого раствора, забираемого за каждый ход насоса, можно регулировать по желанию.
Детали показаны на рисунке 10, при этом внутренний диаметр клапана вставлен в нижнее положение, его
передний конец снова соприкасается с кулачком 116, а поршень 6 готов начать свой ход внутрь или вверх. В
конце хода внутрь положение внутреннего диаметра золотникового клапана.
Коромысло 139, толкатель 144, 289, 112-27 позволяют воздуху или воде в корпусе клапана K' или K2 легко
выталкиваться наружу во время хода клапана вверх, так что последний может быстро перемещаться S под
действием кулачков 117 или 118, но позволяют возврату клапанов под действием пружины только медленно,
при этом воздух очень медленно втягивается в корпуса клапанов через обратные клапаны 110 и 111.
Регулирование дросселирования может осуществляться, например, путем изготовления клапанов 110 и 111 в
виде впускных клапанов со штоками, имеющими резьбу с малым шагом.
Весь солевой раствор теперь закачан в сосуд А над осевшим слоем а основного ионообменного материала, и
вода течет вниз через этот слой из трубы 141 и выходит по трубе 11 через клапан K' в канализацию, и этот
процесс продолжается в течение периода, зависящего от регулировки демпфирующего клапана 110, о
котором говорилось выше. Предпочтительно регулировать это с помощью игольчатого клапана или другого
подходящего механизма таким образом, чтобы количество пропускаемой воды было достаточным для
вымывания рассола из слоя и не более того. Затем клапан K' полностью закрывается под действием пружины
112, что обеспечивается ступенькой на кулачке 117.
Затем весь аппарат, как видно из сравнения рисунка 11 с рисунком 8, занял положение, в котором положение
всех частей в некотором смысле является точным зеркальным отражением положения, показанного на
рисунке 8. Другими словами, детали, относящиеся к механизму управления очистным сосудом B, находятся в
положениях 410, в которых соответствующие детали механизма управления очистным сосудом A были
показаны на рисунке 8, а такие детали, как главный гидравлический поршень 6, солевой бак и поршень насоса
107, также находятся в исходном положении, как показано на рисунке 8.
Таким образом, аппарат теперь готов к подаче свежей жесткой воды в обрабатывающий сосуд А, к
перекрытию подачи воды в сосуд В, а также к регенерации и промывке слоя в сосуде В, так что цикл операций
повторяется в сосуде В точно так же, как это было описано для сосуда А. В целом, вся система
гидравлического поршня 6, поршня солевого насоса 107, регулирующего клапана D и солевого клапана G
работает при каждой операции регенерации в каждом из обрабатывающих сосудов А и В. На рисунках 13-15
показана схема в соответствии с изобретением, в которой изобретение применяется к аппарату, описанному
со ссылкой на рисунок 4 чертежей патентной заявки № 248414.
В точности как описано в патентной заявке, размягчение происходит в коническом корпусе А аппарата, а
регенерация и промывка происходят попеременно в цилиндрических ножках MI и N аппарата. Однако для
адаптации аппарата 70 к механическому управлению проходы в горловине регулируются одним поворотным
коническим клапаном 0, вращающимся вокруг вертикальной оси и имеющим отверстие 147, которое может
быть настроено на регистрацию 75.
Для открытия вентиля 148 или 149 достаточно повернуть клапан 0 на пол-оборота. Аналогично, в основании
аппарата имеется конический клапан P.
Соседние файлы в папке патенты