Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_11243
.pdf
перезапуске насоса. Это особенно важно в связи с устройствами для откачки ртутно-дуговых выпрямителей с
металлическим покрытием или больших термоэлектронных ламп, которые могут быть разобраны и включают
паровой насос и роторный вспомогательный насос, особенно если используется промежуточный резервуар,
поскольку, если паровой насос выйдет из строя, когда главный клапан открыт, газы из той части насосной
установки, которая находится в прямой связи с низконапорной стороной парового насоса, могут проникать в
откачиваемый аппарат. Потеря вакуума в указанном аппарате может быть настолько велика, что аппарат не
сможет поддерживаться в рабочем состоянии и может быть поврежден. Главный клапан может быть
выполнен в виде барометрического клапана, расположенного между корпусом выпрямителя или аналогичным
корпусом и паровым резервуаром. При работе парового насоса уровень ртути в барометрическом резервуаре
понижается, так что конец 105 барометрической трубки остается открытым, но поднимается, чтобы закрыть
конец барометрической трубки и обеспечить непосредственное срабатывание клапана, в результате чего
паровой насос перестает работать должным образом. 110 Реле управления может быть сконструировано для
регулирования мощности, подаваемой для нагрева котла; мощность аномально велика, когда насос не
работает, и снижается до нормального значения 115, когда насос начинает работать.
Подобное устройство описано в описании нашего патента.
№ 380,780. Такая конструкция ускоряет запуск и ввод в эксплуатацию выпрямителя.
Реле управления может быть сконструировано таким образом, чтобы контролировать подачу тепла к
теплоаккумулятору или отвод тепла от него, если он предназначен для подачи тепла к насосу 425 или котлу в
случае отказа источника тепла, подаваемого к котлу. Например, реле может перемещать массу
теплоаккумулятора в контакт с котлом или электрическим нагревателем только тогда, когда котел 130 413,273
начал работать, при этом масса нагревается нагревателем котла и поддерживается в контакте с котлом или
нагревателем для нагрева котла при отключении электропитания и до его восстановления.
Контактное реле может быть сконструировано для управления подачей охлаждающей воды, при этом подача
воды прекращается, например, при отказе как электропитания котла, так и работы насоса, так что скорость
охлаждения котла снижается, а подача воды восстанавливается при возобновлении электропитания. В
качестве альтернативы, управляющее реле может осуществлять прекращение подачи охлаждающей воды
при отказе насоса и восстановление подачи при возобновлении работы насоса.
В некоторых случаях реле управления может быть сконструировано таким образом, чтобы блокировать
нагревательные элементы парового насоса, если количество ртути в насосе недостаточно. Таким образом,
оно может быть сконструировано таким образом, чтобы блокировать нагревательные элементы, если реле
управления меняет свое состояние при недостаточном питании нагревательных элементов.
При реализации изобретения мы в некоторых случаях рассматриваем возможность обеспечения средств для
автоматической подачи жидкости в бойлер диффузионного насоса для восполнения жидкости, теряемой из
насоса.
Для обеспечения эффективной и точной работы индикаторных или контрольных средств могут быть
предусмотрены средства, независимо от того, существенно ли снизился нормальный уровень в котле или нет,
хотя, вероятно, такие средства будут сочтены ненужными.
В одном из вариантов конструкции резервуар с ртутью соединен с котлом вакуумного насоса с ртутным паром,
причем резервуар содержит значительно больше ртути, например, в четыре-пять раз больше, чем котел
насоса. Резервуар расположен на одном уровне с котлом, а верхняя часть резервуара, которая закрыта,
соединена трубой с верхней частью котла, в то время как нижняя часть резервуара соединена второй трубой с
нижней частью котла. Для уменьшения потерь тепла от ртути в котле к ртути в резервуаре вторая труба имеет
малый диаметр. К котлу подключена трубка, предназначенная для возврата сконденсированной ртути в котел
и снабженная контактом или контактами для осуществления управления, как описано ранее.
В процессе эксплуатации, если из котла происходит потеря ртути, в результате чего уровень ртути падает,
ртуть из резервуара поступает в котел до тех пор, пока уровни ртути в котле и резервуаре снова не
сравняются. Из-за большой емкости резервуара из котла может быть потеряно относительно большое
количество ртути, прежде чем нормальный уровень ртути в нем серьезно снизится.
В модифицированной конструкции резервуар для ртути соединен с трубкой 70, по которой сконденсированная
ртуть возвращается в котел и которая снабжена контактом или контактами. Верхняя часть резервуара
находится примерно на одном уровне с нормальным уровнем ртути в котле. Нижняя часть трубки 75,
имеющая малый диаметр, соединяет дно котла с дном резервуара.
Верхняя часть трубки, которая может иметь относительно большой диаметр, простирается от 80° до 80°
конечной ступени насоса через верхнюю часть резервуара, который закрыт, почти до дна резервуара.
Управление осуществляется посредством контакта или контактов, связанных с указанной верхней частью
трубки (Tr 85), при этом ртуть в указанной части обычно находится выше уровня ртути в резервуаре из-за
разницы давлений в котле и на последней ступени насоса (90). Сконденсированная ртуть протекает через
верхнюю часть трубки в резервуар, а ртуть из резервуара поступает в котел, чтобы заменить ртуть, которая
испаряется или теряется из насоса (95). Дата: 9 января 1933 г.
От имени заявителей: А. С. Прайс, дипломированный патентный поверенный.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Усовершенствования, относящиеся к паровакуумным насосам или связанные с ними.
Мы, компания General Electric Company Limited, расположенная по адресу: Magnet House, Kingsway, London,
WC2, британская компания, и Эрико Галлиция, владелец компании General Electric Company Limited,
Engineering Works, Witton, Birmingham, швейцарская компания, настоящим заявляем о характере данного
изобретения и о способе его осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем
заявлении:
Данное изобретение относится к вакуумным насосам для паров и особенно полезно в связи с непрерывно
работающими паровыми насосами для откачки паров из металлоплакированных дуговых выпрямителей или
больших так называемых «разборных» термоэлектронных ламп, одной из целей которых является
усовершенствование нижней ступени насоса диффузионного насоса с вихревым нагревом. На рисунках 2, 3 и
4 показаны альтернативные конструкции диффузионных насосов, демонстрирующие различные способы
управления давлением с помощью чувствительных к воздействию средств, связанных с насосами.
На всех рисунках аналогичные детали обозначены аналогичным образом.
На чертежах, обращаясь теперь к рисунку 1, насос, являющийся диффузионным насосом, снабжен кольцевым
чугунным котлом 1, охлаждающей рубашкой 2 и рядом насосных ступеней, из которых показана только нижняя
ступень 3, являющаяся заключительной ступенью. Сконденсированная ртуть собирается в нижней части
заключительной ступени 3 и возвращается по трубке 4, которая наиболее охлаждена (способом, не
показанным на рисунке), в котел 1 в его нижней части или около нее.
Нижняя ступень 3 не имеет другого сообщения с котлом 1. Трубка 4 проходит через стенки котла в двух точках
и в основном находится снаружи котла 1.
Ртуть в котле 1 образует вторичную обмотку трансформатора, соединенную с первичной обмоткой 5
сердечником 6, проходящим через кольцевой котел. Таким образом, ртуть в котле 1 нагревается вихревыми
токами. Во время работы, из-за разницы давлений в котле 1 и на заключительной ступени, уровень ртути в
трубке 4 обычно выше, чем уровень ртути в котле 1. Контакт 7 расположен внутри трубки 4 на нормальном
уровне ртути в трубке или около него, и обычно контакт 7 и ртуть находятся в контакте. Контакт 7 может быть
установлен подходящим способом, например, с помощью герметичного и изолирующего уплотнения, через
которое проходит проводник 8, благодаря чему осуществляется внешнее соединение с контактом 7. Между
указанным проводником 8 и котлом 1 соединены катушка 10 реле 9' и источник тока 11. Обычно катушка реле
10 находится под напряжением через Проводник 8, контакт 7, ртуть и котел 1, но если насос 115 выйдет из
строя, например, в результате отключения электроэнергии для отопления, уровень ртути в трубке 4 упадет, и
цепь разомкнется на указанном контакте 7. Затем реле 9 изменит свое состояние 120, чтобы подать сигнал
или выполнить управление.
Реле 9 также меняет свое состояние, если истощение запаса ртути в котле 1 снижает уровень ртути до такой
степени, что происходит прерывание 125 местной цепи через реле 7.
Котел может нагреваться электричеством любым другим подходящим способом. Например, он может быть
снабжен устройством защиты 130 для подачи сигнала или контроля в случае отказа паровакуумного насоса во
время работы. Другой целью является обеспечение средств для проверки наличия достаточного количества
жидкости в котле паровакуумного насоса, если котел изготовлен из металла, или для осуществления контроля
в случае нежелательного уменьшения количества жидкости в котле паровакуумного насоса.
Паровой вакуумный насос согласно настоящему изобретению снабжен средствами, которые воздействуют на
разницу давлений, обычно возникающую во время работы между различными частями насоса, и
приспособлены для управления электрически управляемым устройством с целью подачи сигнала или
осуществления защитного управления при аномальном снижении указанной разницы давлений.
Таким образом, в одном из удобных вариантов исполнения насос снабжен средствами, которые могут
реагировать на разницу давлений, обычно возникающую во время работы между котлом и ступенью или
другой частью насоса, и приспособлены для управления электрически управляемым устройством с целью
подачи сигнала или осуществления защитного контроля при аномальном снижении указанной разницы
давлений.
В предпочтительном варианте исполнения паровакуумный насос снабжен средствами, включающими трубу
или воздуховод, предназначенные для подачи сконденсированной жидкости к котлу и содержащие
сконденсированную жидкость в трубе или воздуховоде, и сконструированным таким образом, чтобы на него
влияла разница давлений, которая обычно возникает во время работы на концах указанной трубы или
воздуховода, и предназначенным для управления электрически управляемым устройством с целью подачи
сигнала или осуществления защитного управления при аномальном снижении указанной разницы давлений.
Жидкость, например, ртуть, в трубе или канале может действовать как контакт переключателя и замыкать
комплементарный контакт при нормальной разности давлений. В качестве альтернативы, элемент из
намагничиваемого материала может плавать на жидкости в трубе или канале, и импеданс катушки,
подключенной к цепи управления или индикации, изменяется в зависимости от положения намагничиваемого
элемента. В другом варианте, элемент, плавающий на жидкости (l) в трубе, может изменять характеристики
электрической цепи.
В качестве примера будут описаны четыре варианта расположения диффузионных насосов для паров ртути в
соответствии с изобретением, со ссылкой на рисунки 1–4 прилагаемых схематических чертежей. На рисунке 1
показан разрез котла и части 413,2 V 8 нагревателя, соответствующим образом намотанного для обеспечения
возможности проецирования трубки, или же нагрев может осуществляться способом, описанным в описании
нашего патента №.
38 ( 0,471 Котел может иметь и другую форму, например, цилиндрическую.
Уплотнение для поддержки контакта 7a, обеспечивающего сквозное соединение, может быть выполнено в
виде нескольких железных колец на верхнем диске, соединенных стекловидной эмалью, при этом нижнее
кольцо приварено или иным образом закреплено к трубе в одном из вариантов. Верхний диск имеет
коническую форму. Все они расположены внутри и соответственно имеют однослойную оболочку. J" l S xe_ le
cisc S обеспечивает внешнее соединение с концевым элементом. Предпочтительно уплотнение
устанавливается на верхнем конце керамического элемента, соединяющего трубу и проводник 8. Часть V1,
образующая контакт 7, имеет электрическую изоляцию, за исключением указанного конца, и простирается
аксиально вдоль трубки, так что контакт расположен таким образом, что во время нормальной работы насоса
насос будет зацепляться, если... Содержание ртути в котле 1 снизилось до такой степени, что реле
необходимо перевести в другое состояние.
В схеме, показанной на рисунке 1, во время эксплуатации количество ртути в котле 1 может значительно
изменяться, и, следовательно, нормальный уровень ртути в трубке 4 будет меняться. В такой схеме
желательно допускать изменение нормального уровня ртути в трубке и при этом обеспечивать эффективную
и точную работу независимо от того, значительно ли уменьшилось количество ртути в котле или нет.
Соответственно, трубка может быть снабжена множеством контактов, причем контакт, эффективный для
осуществления управления, автоматически выбирается в зависимости от уровня ртути в котле.
Таким образом, в схеме, показанной на рис. 9, реле 4 имеет два контакта 12, 13, верхний и нижний контакты,
которые соответственно соединены по линиям 14, 15 с контактами 17, 18 селекторного реле 16, имеющего
подвижный контакт 19, смещенный в разомкнутое или центральное положение, в котором он замыкается, и
две рабочие катушки 21, 922, все соединенные с двумя селекторными контактами 23, 24 по линиям 25, 26.
Верхний селекторный контакт 23 соответствует верхнему контакту 12 в трубке 4, а нижний селекторный
контакт 24 соответствует нижнему контакту 13 в трубке 4. Селекторные контакты 23, 24 герметично заключены
в трубку 27 диаметром 60 мм, которая может охлаждаться, и соединены с котлом 1 таким образом, что
уровень S Содержание ртути в трубке 27 и термостате 1 одинаково. Средства (не показанные на рисунке) для
нагрева котла 1 могут быть аналогичны показанным на рисунке 1 или могут быть такими, как описано выше.
Когда котел 1 полностью заряжен, ртуть находится несколько выше верхнего селекторного контакта 23, обе
катушки 21, 2" селекторного реле 16 питаются от источника тока 70, например, батареи 128, при этом цепи,
включающие котел 1, ртуть и селекторные контакты 23, 24, а также катушку 21, соединенную с верхним
селекторным контактом 23, удерживаются до тех пор, пока подвижный контакт 19 селекторного реле 16 не
зацепится с контактом 17 и не замкнется. Верхний контакт 12 в трубке 4 является трехконтактным
эффективным контактом, а нижний контакт 1, в трубке 4, неэффективен.
Однако, ртуть теряется из котла, и уровень ртути в котле снижается, так что ртуть больше не задействует
верхний контакт селектора. Катушка реле селектора 21 подключена к нижнему контакту селектора 24. Но
когда контакт 24 погружен в ртуть, катушка реле селектора 22, соединенная с нижним контактом селектора 24,
остается под напряжением, в результате чего подвижный контакт 19 реле селектора 16 переключается,
замыкая контакт 18 и оперативно соединяя нижний контакт 13 в трубке 4 с катушкой 29 реле управления 30.
Указанный нижний контакт 13 затем является эффективным контактом верхнего контакта 12 в трубке. 4
неэффективен. Верхний контакт 12 в трубке 4 расположен таким образом, что по мере снижения уровня ртути
в котле 1 указанный контакт постоянно контактирует с ртутью до тех пор, пока ртуть не покинет верхний
селекторный контакт 23. Нижний контакт 105 13 в трубке 4 и нижний селекторный контакт 24 расположены
аналогичным образом, и если ртуть чрезмерно истощается, контакт разрывается на нижнем селекторном
контакте 24, в результате чего подвижный контакт 19 селекторного контакта 16 возвращается в свое среднее
положение.
С помощью устройства 31, связанного с третьим или центральным неподвижным контактом 20 реле 16, при
возврате подвижного контакта 115 19 в среднее положение 7, подается управляющий или предупреждающий
сигнал.
Модифицированная схема показана на рисунке 3. В этой схеме исключается использование контакта или
контактов в трубе или канале: нагреваемый элемент плавает на жидкости в трубе или канале, а положение
элемента регулируется для изменения импеданса соответствующей катушки, подключенной к электрической
цепи.
Как и в схеме, показанной на Рисунке 2, компенсация производится за изменение объема ртути в котле 1,
который снабжен трубкой 4 и 190 г/м³ (413,273). Каждый контакт трубы 45 имеет соответствующий контакт
трубы 44 на более высоком уровне, разница уровней соответствует нормальной разнице уровней ртути в
трубе 4 и трубе 27. Контакты 70 трубы 44 и контакты трубы 45 соединены отдельно отводами, которые делят
два сопротивления 46 и 47 на соответствующие части.
Сопротивления 46 и 47 образуют два плеча моста постоянного тока, при этом ртуть в котле 1 образует
соединение между указанными плечами, а контакт с ртутью осуществляется проводником 48, герметично
вмонтированным в котел 1 ниже уровня ртути. Два других плеча моста образованы омическими
сопротивлениями 49, 50, и мост питается от местного источника напряжения 51 через одну диагональ, в то
время как катушка 52 управляющего реле 85 53 расположена через другую диагональ моста.
Обычно мост сбалансирован, но если уровень ртути в трубке 4 значительно опускается ниже своего
правильного уровня относительно уровня ртути в трубе 27, сопротивление 46, связанное с трубкой 4,
увеличивается, так что мост становится несбалансированным.
Чтобы избежать необходимости точного позиционирования контактов 44, можно предусмотреть, что
сопротивление 46, связанное с трубкой 4, должно включать на два участка больше, чем сопротивление 45,
связанное с трубой 27, прежде чем сработает управляющее реле. Альтернативная конструкция заключается в
том, что сопротивления, образующие два плеча моста, находятся, скажем, на передней стороне стержней из
подходящего резистивного материала, расположенных по отдельности внутри стеклянного стержня 105 и
трубки и погружающихся в ртуть в степени, зависящей от интенсивности ртути в них.
В конструкции, соответствующей изобретению, управляющее реле может быть сконструировано таким
образом, чтобы осуществлять одно или несколько из ряда управляющих воздействий.
Например, реле может быть сконструировано таким образом, чтобы закрывать главный клапан выпрямителя
при отказе или неисправности или нестабильной работе диффузионного насоса и открывать клапан при
перезапуске насоса. Это особенно важно в связи с устройствами для откачки ртутных дуговых выпрямителей
с металлическим корпусом или больших термоэлектронных ламп, которые могут быть разобраны и включают
паровой насос и роторный обратный насос, особенно если используется промежуточный резервуар,
поскольку, если паровой насос выйдет из строя, когда главный клапан открыт, газы из той части насосной
установки, которая находится в прямой связи с низконапорной стороной парового насоса, могут попасть
обратно в трубу 27, уровень ртути в которой совпадает с уровнем ртути в котле. Труба 4 и труба 27
выполнены из вертикально расположенных частей аналогичного поперечного сечения и немагнитная сталь, в
которой расположены соответственно два одинаковых небольших стержня 82, 833 из мягкого железа,
плавающих на ртути.
Вокруг трубки 4 и трубы 27, расположенных соответственно на средних уровнях, обычно занимаемых
стержнями, находятся две катушки 34, 35, образующие два плеча мостика переменного тока. Остальные
плечи мостика образованы двумя омическими сопротивлениями 36, 37.
Баланс или дисбаланс моста определяется двухволновым выпрямителем 38, расположенным таким образом,
чтобы питать катушку 39 управляющего реле 40. Мост питается через трансформатор 41 от источника
переменного тока.
поставлять.
Обычно мост сбалансирован или практически сбалансирован, но если уровень ртути в трубке 4 понижается
из-за неисправности насоса, стержень 32 в трубке опускается, импеданс соответствующей катушки 34
увеличивается, мост становится несбалансированным и срабатывает управляющее реле 40.
Если из-за потери ртути из котла 1 общий уровень понижается, то вопрос о том, является ли мост
разбалансированным или нет из-за аналогичного изменения импеданса обеих катушек 34 и 35, зависит от его
конструкции. Следовательно, мост может быть устроен таким образом, что при рассматриваемых
обстоятельствах срабатывает управляющее реле 40, или же он может быть устроен таким образом, что
управляющее реле 40 не срабатывает.
Катушки 34 и 35 установлены на приспособлениях, не показанных на рисунке, таким образом, чтобы их можно
было перемещать вместе; амперметр 42 соединен последовательно с одной катушкой, а балансировочное
сопротивление 4-3 — последовательно с другой катушкой 4.4. Затем, перемещая катушки 34 и 3 и отмечая
минимальное показание прибора 42, можно определить уровень ртути в котле 1. В качестве альтернативы
можно использовать компасную стрелку или аналогичное устройство для определения положения стержня 33
в трубе 27 и, таким образом, уровня ртути в котле 1.
Описанные выше устройства могут применяться для осуществления контроля в связи с насосами,
изготовленными как из стекла, так и из металла, но модификация, показанная на рис. 4, возможно, больше
подходит для использования в связи с насосом из стекла, чем с насосом из металла. В этом случае трубка 4 и
труба 27 снабжены рядом контактов 44 и 45, расположенных на равном расстоянии друг от друга. Для
вакуумируемого аппарата потеря вакуума в указанном аппарате может быть настолько велика, что аппарат не
сможет продолжать работу и может быть поврежден.
Главный клапан может быть выполнен в виде барометрического клапана, расположенного между
выпрямителем или аналогичным корпусом и паровым насосом; однако уровень ртути в барометрическом
резервуаре понижается, когда паровой насос работает, так что конец барометрической трубки остается
открытым, но поднимается, чтобы закрыть конец барометрической трубки и сделать клапан эффективным,
если паровой насос не обеспечивает надлежащего нагнетания пара.
Реле управления может быть сконструировано таким образом, чтобы контролировать подачу тепла к
теплоаккумулятору или отвод тепла от него, если источник тепла выходит из строя. Например, реле может
перемещать массу теплоаккумулятора в контакт с котлом или электрическим нагревателем только тогда,
когда котел запущен, и масса нагревается нагревателем котла.
При отключении электропитания теплоаккумулирующая масса остается в контакте с котлом или нагревателем
для его нагрева до восстановления электроснабжения. В этом случае, если температура
теплоаккумулирующей массы упала слишком низко, ее можно извлечь из котла, чтобы затем быстро нагреть
котел. В качестве альтернативы, при отключении электропитания теплоаккумулирующая масса может
оставаться в контакте с котлом до тех пор, пока давление в котле не упадет до такого значения, что насос
перестанет работать.
В некоторых случаях управляющее реле может быть сконструировано таким образом, чтобы блокировать
нагревательный элемент парового насоса, если количество ртути в насосе становится недостаточным. Таким
образом, может быть предусмотрено отключение нагревательного элемента, если управляющее реле меняет
свое состояние при исправном питании нагревательного элемента.
При реализации изобретения мы в некоторых случаях рассматриваем возможность обеспечения средств для
автоматической подачи жидкости в бойлер диффузионного насоса для восполнения жидкости, теряемой из
насоса.
t 5 Mleans может по-прежнему предусматривать средства для обеспечения эффективной и точной работы
индикаторных или контрольных средств независимо от того, был ли нормальный уровень в котле существенно
снижен или нет, хотя, вероятно, такие средства будут сочтены ненужными.
В одном из вариантов конструкции резервуар с ртутью соединен с котлом вакуумного насоса с ртутным паром,
причем резервуар содержит значительно больше ртути, например, в четыре-пять раз больше, чем котел
насоса. Резервуар расположен на одном уровне с котлом, а его верхняя часть, которая закрыта, соединена
трубой с верхней частью котла, в то время как нижняя часть резервуара соединена второй трубой с нижней
частью котла. Для уменьшения потерь тепла от ртути в котле к ртути в резервуаре вторая труба имеет малый
диаметр. К котлу подключена трубка, предназначенная для возврата сконденсированной ртути в котел и
снабженная контактом или контактами для осуществления управления, как описано ранее.
В процессе эксплуатации, если из котла вытекает ртуть, так что уровень ртути падает, ртуть из резервуара
поступает в котел до тех пор, пока уровни ртути в котле и резервуаре снова не сравняются. Из-за большой
емкости резервуара из котла может быть потеряно относительно большое количество ртути, прежде чем
нормальный уровень ртути в нем серьезно снизится.
В модифицированной конструкции резервуар с ртутью соединен со смазочным материалом, через который
сконденсированная ртуть возвращается в котел и который снабжен контактами. Верхняя часть резервуара
находится примерно на одном уровне с нормальным уровнем ртути в котле. Нижняя часть трубки малого
диаметра соединяет дно котла с дном резервуара.
Верхняя часть трубки, которая может иметь относительно большой диаметр, простирается от конечной
ступени насоса через верхнюю часть закрытого резервуара почти на 105 мм до дна резервуара. Управление
осуществляется посредством контакта или контактов, связанных с указанной верхней частью трубки, при этом
ртуть в этой части обычно находится выше уровня ртути в резервуаре из-за разницы давлений в котле и на
последней ступени насоса. Сконденсированная ртуть протекает через верхнюю часть трубки в резервуар, а
1/5 ртути из резервуара поступает в котел, чтобы заменить ртуть, которая испаряется или теряется из насоса.
Подробно описав и определив природу нашего изобретения и способ его осуществления, мы заявляем, что
то, что мы
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_413274.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=413274&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB413274A
[]
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ.
Способ и устройство для плинфификации водных растворов с помощью порошкообразных и мелкозернистых
адсорбционных веществ.
Мы, CAR.BO-NORIT UNION VBRWAL- TUNGS-GESELLSCHAFT MIT BESCHANKTER LIAFTuNG, Lurgihaus,
17/19, Gervinus-strasse, J?
Компания «Ранкфурт-на-Майне, Германия», зарегистрированная в соответствии с законодательством
Германии, настоящим заявляет о характере данного изобретения и способе его осуществления, которые
будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: Данное изобретение относится к процессу и
аппарату для очистки водных растворов с помощью порошкообразных и мелкозернистых адсорбционных
веществ.
Известно, что для очистки жидкостей используются адсорбционные среды, как в порошкообразной, так и в
гранулированной форме.
При использовании гранулированных носителей общий метод заключается в фильтрации очищаемой
жидкости через слои адсорбирующего вещества большей или меньшей толщины. В случае порошкообразных
и мелкозернистых сред обычно применяется метод распределения адсорбирующего вещества по всей их
поверхности. Жидкость, подлежащая очистке, должна быть очищена путем перемешивания с последующим
отстаиванием, фильтрации жидкости или фильтрации жидкости через тонкие слои адсорбционной среды.
Настоящее изобретение относится, в частности, к очистке сточных вод с помощью порошкообразных,
мелкозернистых и сорбционных веществ, форма которых обладает значительными преимуществами на
практике. Однако проведение процесса перемешивания или послойной фильтрации иногда сопряжено с
трудностями, которые могут частично перевесить преимущества, полученные при использовании
адсорбционной среды в мелкодисперсной форме. Таким образом, например, процесс перемешивания
предполагает использование таких больших количеств обрабатывающей среды, что в определенных
обстоятельствах может сделать процесс неэкономичным, а последующее отделение адсорбционной среды
путем гравитационного отстаивания, как правило, является пустой тратой времени. Если требуется удалить
среду другими способами, например, фильтрацией, необходимо учитывать значительное сопротивление
фильтра, особенно при использовании мелкодисперсного порошка. Эта трудность также в большей степени
возникает при послойной фильтрации, когда сопротивление иногда настолько велико, что делает весь
процесс совершенно нецелесообразным.
В настоящее время установлено, что порошкообразные и мелкозернистые адсорбционные материалы можно
без труда использовать, если они распределены в дискретной форме среди других неадсорбционных
фильтрующих материалов, таких как песок, мелкий гравий и тому подобное.
Таким образом, настоящее изобретение предлагает способ очистки воды и других водных жидкостей с
помощью порошкообразных или мелкозернистых адсорбционных веществ, в которых указанные вещества
мелкодисперсно распределены в дискретной форме между отдельными частицами непористого
фильтрующего материала, такого как песок, мелкий гравий или тому подобное, расположенными таким
образом, чтобы образовать фильтрующий слой.
Адсорбирующее вещество может быть распределено по всей толщине непористого, неадсорбирующего
фильтрующего материала или только в его части — например, в верхнем или нижнем слое. Предполагается,
что относительно высокое сопротивление, всегда встречающееся при фильтрации через слой (например,
ткань, металлическую сетку или песок в качестве основы), больше не присутствует. В процессе, описанном в
настоящем изобретении, порошкообразные мелкодисперсные адсорбирующие вещества воздействуют на
обрабатываемые жидкости в том же состоянии чрезвычайно тонкого распределения, что и в описанном выше
процессе перемешивания. В то же время, через них проходит поток жидкости, как в случае послойной
фильтрации, в результате чего достигается хорошо известное преимущество большей загрузки
активированного угля на входной стороне.
Как известно, чем выше адсорбционная способность адсорбционного агента, тем выше конечная
концентрация адсорбируемых веществ. Описанное явление можно объяснить тем, что мелкие частицы
углерода прилипают к песчинкам и, таким образом, равномерно распределяются по большой поверхности, не
засоряя каналы между песчинками. Таким образом, изобретение объединяет преимущества существующих
методов применения порошкообразных и мелкозернистых адсорбционных веществ, не заимствуя при этом их
недостатков. Адсорбционные вещества используются максимально экономичным способом, а сопротивление,
которое необходимо преодолеть при фильтрации, ненамного выше, чем, например, в обычных песочных
фильтрах.
В описанном здесь процессе могут использоваться адсорбционные вещества любого вида, в первую очередь
активированный уголь, но при желании также и другие вещества, обладающие адсорбционными свойствами,
такие как силикагель, фуллерова земля, кизель, алк или лил.
Также могут использоваться бурый уголь, настоящий уголь, сажа, торф, древесные продукты и продукты
коксования, такие как кокс, полукокс, древесный уголь или другие подходящие вещества, а также смеси
различных из этих веществ.
Описанный здесь процесс может быть применен ко многим видам водных жидкостей.
Например, его можно использовать для удаления чрезмерного количества хлора из воды, особенно питьевой
и сточной, а также для удаления ароматизаторов и пахучих веществ, таких как сероводород, хлорфенол и
тому подобное, или для удаления красящих веществ, таких как гуминовая кислота, которая может
присутствовать в воде. Кроме того, он применим, например, в сахарной промышленности для обесцвечивания
осветленного сахара или сахарных растворов всех марок.
Он также подходит для очистки растворов органических или неорганических солей.
Данный процесс не следует путать с процессами фильтрации, в которых используются фрагментарные
пористые носители, в порах и межпоровом пространстве которых адсорбционная среда осаждается в
мелкодисперсном состоянии. В таких случаях осажденные вещества становятся прочно прикрепленной
частью материала-носителя и больше не способны выполнять самостоятельные функции так же, как,
например, порошкообразные адсорбционные среды.
Настоящее изобретение может быть реализовано в любом удобном типе фильтра, например, в обычных
песочных фильтрах и тому подобных. Фильтры могут быть стрельчатыми, воронкообразными или иметь
другую конструкцию. Песчаные фильтры обладают особыми преимуществами, особенно в связи с очисткой
воды, в этом случае описанный здесь процесс не требует специального оборудования, и любая водоочистная
станция может использовать свои существующие быстродействующие или медленнодействующие фильтры
без дополнительных сложностей.
В целях эффективного управления целесообразно обеспечить оптимальное соотношение между размером
зерен фильтрующего материала и адсорбирующими веществами, а также скоростью потока очищаемой воды.
При использовании активированного угля для очистки воды особенно рекомендуется два лютл·30 мл
рабочего раствора. Первый способ заключается в пропускании воды, биологически очищенной в медленном
песчаном фильтре, через быстрый песчаный фильтр, в котором мелкодисперсный уголь, измельченный до
гранулированного, в соответствии с настоящим изобретением, распределяется по части песчаного слоя.
Любые красящие вещества и особенно ароматизаторы можно затем очень экономичным способом удалить из
воды. Второй метод заключается в размещении слоев песка, смешанного с углем, в медленном фильтре,
предпочтительно не все сразу на поверхности, а немного ниже.
Верхний слой песка служит, помимо прочего, для удержания примесей, присутствующих во взвешенной или
целлоидной форме. При необходимости этот верхний слой можно периодически очищать обычным способом
от веществ, препятствующих фильтрации, и заменять свежим песком, не удаляя слой, состоящий из смеси
углерода и песка.
Адсорбционные вещества могут распределяться в фильтрующем материале различными способами. Таким
образом, адсорбционную среду можно смешать с жидкостями и промыть через фильтрующий материал.
Указанный материал также можно нанести слоем на фильтрующий материал и промыть им поверхность.
Другой возможный способ распределения адсорбционной среды внутри фильтрующего материала
заключается в предварительном смешивании ее с влажным или сухим фильтрующим материалом, либо в
перемешивании ее с этим материалом, например, с песком. Во многих случаях целесообразно смешать лишь
часть фильтрующего материала с адсорбционной средой, а затем нанести полученную смесь на
фильтрующий слой, не содержащий адсорбционной среды, или под него. Кроме того, фильтр, заполненный,
например, песком и водой, может быть разрыхлен или перевернут с целью включения в него адсорбирующего
материала.
Когда обрабатываемая вода содержит определенные ароматизирующие или пахучие вещества, такие как
сероводород, присутствие воздуха или влаги во время обработки дополнительно ускоряет удаление таких
веществ, поскольку атмосферный воздух оказывает окислительное воздействие — с образованием воды и
серы — на сероводород за счет каталитического действия углеродсодержащих веществ, и образующаяся
сера адсорбируется гораздо легче и в большей степени, чем если бы сероводород не разложился. Наличие
воздуха может быть обеспечено различными способами; например, очищаемая жидкость может быть
смешана с воздухом перед поступлением в фильтр путем подачи воздуха в подающий трубопровод для
жидкости, или воздух может подаваться в фильтр во время прохождения через него жидкости, например,
путем прокладки воздуховодов в основании песочного фильтра.
Для более ясного понимания изобретения приведем прилагаемые чертежи, которые схематически и на
примере иллюстрируют типичный вариант исполнения устройства, пригодного для его практического
применения, и на которых фиг. 1 представляет собой продольный разрез устройства для загрузки песочного
фильтра адсорбционной средой, показывающий также верхнюю часть фильтра; фиг. 2 представляет собой
разрез песочного фильтра с адсорбционной средой, введенной путем перемешивания; и фиг. 3 и 4
представляют собой поперечные разрезы других вариантов исполнения мешалок.
На фиг. 1, 1 представляет собой емкость для хранения мелкозернистых или порошкообразных
адсорбционных материалов, таких как активированный уголь. 2 представляет собой трубу для промывочной
воды, по которой адсорбционный материал из емкости 1 подается через трубу 3 в мешалки 4, а оттуда, через
трубчатые мешалки с зубьями 5, в фильтрующий слой 6. Адсорбционная среда предпочтительно находится в
виде водной суспензии в сосуде 1, который затем целесообразно снабжен мешалкой.
В показанном варианте исполнения полые мешалки установлены на полом валу 7, вращательно
закрепленном в корпусе подшипника 8 и приводимом в движение червячной передачей 9.
Вращательное движение мешалок, а также привод, конечно же, могут быть выполнены любым другим
подходящим способом.
Количество мешалок может варьироваться в зависимости от обстоятельств. В некоторых случаях может быть
целесообразно иметь только одну руку, в других — несколько рук. Рычаги могут быть как фиксированными,
так и взаимозаменяемыми, а их длина также может варьироваться в зависимости от требований: одни могут
быть короче, другие длиннее, или все могут быть одинаковой длины.
Для того чтобы адсорбционный материал можно было вводить на разную глубину в фильтрующий материал,
рычаги мешалки также могут быть соответствующим образом расположены таким образом, чтобы их можно
было поднимать и опускать.
Трубчатые зубья мешалки могут иметь различную конструкцию; например, они могут быть снабжены одним
выходным отверстием, как показано на рисунке а, или несколькими выходными отверстиями, как показано на
рисунке б. Зубья могут быть также раздвоенными вниз, как показано на рисунке c, крестообразными, как
показано на рисунке d, Т-образными, как показано на рисунке e, или снабжены выступами, как показано на
рисунке f, или могут быть снабжены пазами, как показано на рисунке g. Зубы могут быть круглыми или
овальными и расположены таким образом, чтобы их можно было менять местами.
Кроме того, полые зубья могут быть снабжены выступающим назад ниппелем, как показано на рис. 4.
В качестве альтернативы, зубья мешалки могут быть сплошными, как показано на рис. 3 (h), и могут быть
закреплены на них ремнями или подобными приспособлениями. A, отдельный канал t, через который водная
суспензия адсорбционной среды вводится в фильтрующий слой 6.
На рис. 2, 11 обозначает фильтрующий слой, в который с помощью механизма перемешивания, описанного со
ссылкой на рис. 1, вносится слой углерода 10.
Аппарат может быть дополнительно снабжен обычными мешалками.
Адсорбционная среда может быть введена с помощью очищаемой жидкости, хотя, конечно, для этой цели
можно использовать и другую жидкость. Аналогичным образом, его можно вводить совместно с очищаемой
жидкостью и другой жидкостью.
Если очищаемая жидкость используется для введения углеродного адсорбционного материала, то первые
сточные воды предпочтительно выбрасывать или возвращать в обрабатываемую жидкость. В некоторых
случаях введение фильтра может осуществляться на определенном расстоянии от верхней или нижней
границы слоя фильтрующего материала, например, в точках, расположенных примерно на четверть или треть
общей высоты слоя, и измеряется сверху или снизу.
Соседние файлы в папке патенты