RU226088U1 - Корпус фильтра - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области обработки, очистки жидкостей. Корпус фильтра содержит сосуд с днищем и крышкой с отверстиями входными, которая закрывает сосуд с торца, выполнена круглой, своей плоскостью перпендикулярна оси сосуда, внутри корпуса фильтра выполнена фильтровальная камера, которая ограничена боковой стенкой сосуда, внутренняя поверхность которой образована развертывающейся линейчатой поверхностью, для которой окружность крышки является направляющей, внутренней поверхностью днища, которое своей плоскостью лежит в плоскости, пересекающей внутреннюю поверхность боковой стенки сосуда, внутренней поверхностью крышки, которая своей плоскостью лежит в плоскости, пересекающей внутреннюю поверхность боковой стенки сосуда, наружной поверхностью трубы, установленной в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры, вход в трубу выполнен на уровне, находящемся выше уровня входных отверстий крышки, в нижней части сосуда выполнены отверстия выходные, при этом сумма площадей выходных отверстий, выполненных в нижней части сосуда, больше суммы площадей входных отверстий крышки, крышка установлена на сосуде посредством соединения байонет. Технический результат: повышение технологичности, долговечности, эргономичности конструкции в целом. 58 з.п. ф-лы, 27 ил.

Description

Полезная модель относится к области обработки, очистки жидкостей. Представляет собой сосуд для текучей среды, который приспособлен для того, чтобы содержать один или несколько фильтрующих элементов и/или фильтрующих сред.

Как с фильтром, так и без него полезная модель может быть применена для отделения, для улавливания мусора из текучей среды, из воды, также как устройство для задержания крыс и других животных. Также полезная модель может быть применена в конструкциях установок для фильтрования. Вместе с фильтрующим элементом и/или фильтрующей средой полезная модель может быть применена для обработки воды, для подготовки питьевой воды, для подготовки технической воды, для устройства очистных сооружений, для обработки промышленных, бытовых сточных вод, ливневых вод, для обработки отстоя сточных вод, для функционирования в канализационных системах и сточных колодцах, для очистки поверхностных сточных вод с селитебных территорий, с автомобильных дорог, мостов, автозаправочных станций и т.п.

Также полезная модель может быть применена в устройствах для отделения жидких или твердых веществ из сточных вод, в качестве элемента устройства для отделения масел, жиров, взвешенных веществ, ионов тяжелых металлов, нефтепродуктов, синтетических поверхностно-активных веществ, песка, других загрязняющих веществ.

При использовании полиэтилена в качестве материала для изготовления полезная модель может быть применена в устройствах для фильтрации и очистки любых жидкостей от примесей, к которым стоек полиэтилен согласно ISO/TR 10358 в химической и нефтяной промышленности. Колодцы, либо иные резервуары безнапорных сетей, например, канализации и др. являются объектами, в которые может быть установлена полезная модель. Эти и другие решения могут быть реализованы как по отдельности, так и в комплексе для более тщательной очистки воды. В последнем случае, последовательно могут быть смонтированы несколько колодцев, в каждом из которых должна быть установлена полезная модель.

Фильтрованием является процесс разделения неоднородных (дисперсных) систем при помощи пористых перегородок, пропускающих дисперсионную среду и задерживающих дисперсную твердую фазу. Для очистки жидкости могут быть применены механические фильтры, являющиеся перфорированной перегородкой той или иной конструкции. Назначением фильтра и в определенной мере корпуса фильтра, а также подобных устройств является отделение чего-то от чего-то. В данном случае отделение каких-то вредных, не нужных веществ, предметов от очищаемой жидкости, например, от воды.

Корпус фильтра, сам фильтр функционируют в не благоприятных условиях и подвержены воздействию вредных веществ, а также засорению.

Одним из факторов, влияющих на работоспособность, на срок эксплуатации установленных в фильтровальной камере фильтрующих элементов (фильтрующих сред) является обеспечение для них нормативной скорости фильтрации.

Рабочие параметры (время фильтрации Т, скорость фильтрации V) применяемых фильтрующих элементов (фильтрующих сред, материалов), расход Q жидкости, как правило, известны.

Использование фильтрующих элементов в соответствии с их рабочими параметрами возможно по средствам конструкции корпуса фильтра. При этом следует учитывать, что проницаемые поверхности корпуса фильтра, а это перфорированные крышка (входные отверстия) и нижняя часть корпуса фильтра (выходные отверстия) подвержены засорению. Следствием этого является снижение пропускной способности как корпуса, так и фильтра, и соответственно, всего фильтрующего устройства. Это, соответственно, приводит к отклонению скорости фильтрации от нормы.

Одним из мест установки фильтрующего устройства, соответственно, и полезной модели является сточный колодец. Одной из причин затопление такого колодца является не способность фильтрующего устройства справляться с количеством жидкости, то есть, не достаточная пропускная способность.

Фильтрующее устройство (корпус фильтра), имеющее в конструкции переливной канал (байпасный канал, клапан), обеспечивает возможность предотвращения затопления колодца, например, в случае превышения ливнестока (в случае резкого превышения ливнестока), и/или в случае засорения фильтрующего элемента.

При этом одним из недостатков наличия переливного канала (байпасного канала) является возможность перепускания без очистки части жидкости из линии загрязненной жидкости в линию очищенной жидкости, т.е. проникновение не очищенной жидкости в ливнесток.

Известно «Фильтр-патрон» (RU 166602 U1, 30.06.2016, опубликовано: 10.12.2016, Бюл. №34). Устройство (прототип) относится к области очистки сточных вод, а именно к фильтрам-патронам для очистки ливневых стоков, которые могут быть установлены в дождевые колодцы. Из указанного документа, для размещения фильтра, известен корпус с перфорированным днищем и перфорированной крышкой. Днище приварено к корпусу. Корпус фильтра имеет непроницаемую боковую поверхность, и может быть выполнен в форме цилиндра или параллелепипеда с крышкой круглой или прямоугольной формы, соответственно. К верхней части цилиндрического корпуса может быть приварен кольцевой фланец, который предназначен для установки корпуса на опорное кольцо. Крепление фланца к фильтру может быть усилено приварными косынками. Фильтр-патрон может содержать аварийный перелив воды, выполненный в виде трубы из полиэтилена, диаметром 110 мм, расположенной внутри корпуса и приваренной к днищу. Перфорированная крышка (в варианте с цилиндрическим корпусом) представляет собой перфорированную пластину круглой формы с приваренными: направляющим кольцом и с четырьмя отверстиями для фиксации с корпусом и одной или двумя ручками 13. В варианте с выполнением корпуса фильтр-патрона в форме параллелепипеда крышка имеет прямоугольную форму. Крышка может быть выполнена разборной. К корпусу приварены U-образные пластиковые скобы для транспортировки и установки фильтр-патрона, также на корпусе выполнены четыре отверстия для фиксации крышки и корпуса. Корпус фильтр-патрона со скобами и аварийным переливом, а также крышка могут быть выполнены из полипропилена. Недостатки устройства по патенту RU 166602 U1.

Цилиндрический корпус устройства содержит перфорированную крышку и имеет перфорированное днище.

Вследствие непродуманности конструкции, а именно непродуманности размеров площадей входных и выходных отверстий, соответственно, перфорированных крышки и днища не предусмотрена возможность не снижения пропускной способности корпуса. Следствием этих недостатков является необходимость более частого технического обслуживания, а также более короткий срок службы самого фильтрующего элемента. Другим недостатком устройства по патенту RU 166602 U1 является не защищенный открытый верхний торцевой конец трубы аварийного перелива воды. Следствием этого является легкая возможность проникновения каких-либо предметов, мусора, крыс, других животных в эту трубу, соответственно, это приводит к снижению качества очистки.

Перфорированная крышка (в варианте с цилиндрическим корпусом) представляет собой перфорированную пластину круглой формы с приваренными: направляющим кольцом и с четырьмя отверстиями для фиксации с корпусом и одной или двумя ручками.

Таким образом, крышка в виде пластины в совокупности с боковой цилиндрической стенкой корпуса также может выполнять функцию мусоросборника. При этом, если такую конструкцию рассматривать в качестве корзины-мусоросборника (т.е. емкости для мусора), то, ее недостатком является наличие зазора между крышкой и боковой стенкой корпуса, либо возможность образования такого зазора, например, при снимании крышки. Соответственно, и в снятом положении, сама крышка, представляющая собой пластину, как корзина не работает. Корпус устройства по патенту RU 166602 U1 содержит перфорированную крышку. На корпусе выполнены четыре отверстия для фиксации крышки и корпуса.

Непонятно, каким образом эти отверстия обеспечивают фиксацию крышки с корпусом. По меньшей мере, следует предположить о необходимости наличия дополнительных крепежных элементов, используемых с этими отверстиями, а также, о необходимости доступа к боковой стенке корпуса. Все это, соответственно, усложняет конструкцию, усложняет техническое обслуживание и эксплуатацию. При этом надежность соединения крышки с корпусом, в должной мере не достигается, а время, необходимое на фиксацию крышки с корпусом, увеличивается.

Сама по себе фиксация крышки с корпусом необходима для надежности в эксплуатации устройства в целом. В ходе эксплуатации, крышка может подвергнута смещению в результате действия радиальных и/или осевых нагрузок (сил). Возможность радиального смещения крышки ограничена сопрягаемыми цилиндрическим поверхностями (наружной цилиндрической поверхностью крышки и внутренней цилиндрической поверхностью корпуса; наружной цилиндрической поверхностью трубы байпаса и внутренней цилиндрической поверхностью отверстия под эту трубу, в крышке).

Возможность осевого смещения крышки может быть ограничена устройством дополнительных элементов фиксации от такого смещения. Возможность проворачивания крышки под действием потока жидкости, под действием загрязняющих веществ и предметов, и, тем более, возможность проворачивания крышки в каком-то определенном направлении, в процессе эксплуатации, ничтожна.

Как было указано выше, на корпусе устройства по патенту RU 166602 U1 выполнены четыре отверстия для фиксации крышки и корпуса. Очевидно, что для предотвращения осевого смещения крышки этих отверстий недостаточно.

Задачей заявляемой полезной модели является повышение возможности поддерживать нормативный уровень очистки жидкости (воды), при этом попутно решены задачи упрощения технического обслуживания, увеличения интервалов технического обслуживания как самого корпуса фильтра, так и применяемых с ним фильтрующих элементов, увеличение сроков службы таких фильтрующих элементов. Следствием, соответственно, является снижение загрязненности окружающей среды, которая происходит при производстве фильтрующих элементов, их замене, утилизации.

Также, полезная модель решает задачи обеспечения возможности предотвращения затопления колодца (в том числе, в случаях резкого затопления) при снижении возможности проникновения не очищенной жидкости в ливнесток.

Одним из элементов технического обслуживания являются работы, связанные с установкой крышки, ее фиксации, и, работы, связанные со снятием крышки. Полезная модель решает задачу упрощения этих работ, при уменьшении времени, необходимого для их провидения. Сопутствующими эффектами являются повышение надежности и технологичности соединения крышки с корпусом.

Задача повышения возможности поддерживания нормативного уровня очистки жидкости, а также связанные с ней задачи решены за счет создания, увеличения возможности соблюдения нормативной скорости фильтрации для фильтрующего элемента/фильтрующей среды.

Такое увеличение возможности является следствием достижения результата не снижения пропускной способности корпуса фильтра. Сам результат достигнут за счет изменения параметров входных и выходных отверстий для фильтруемой жидкости, а именно за счет увеличения суммарной площади выходных отверстий по сравнению с суммарной площадью входных отверстий (отверстий крышки).

Таким образом, за счет изменения влияния перепада давления, приближении его к постоянным, необходимым и стабильным значениям фильтрующий элемент, в течение длительного времени работы, не засоряется, не требует технического обслуживания, и соответственно, не требует замены.

Задача обеспечения возможности предотвращения затопления колодца при снижении возможности проникновения не очищенной жидкости в ливнесток решена за счет конструкции переливного канала, а именно, за счет увеличения количества входных отверстий при уменьшении площади каждого из них, без уменьшения суммарной площади этих отверстий.

Крышка может быть установлена на сосуде по средствам байонетного соединения. Такое соединение является быстро выполняемым, осуществимо посредством осевого перемещения и поворота крышки относительно сосуда. В некоторых условиях эксплуатации байонетное соединение является предпочтительным. Например, в условиях вибрации.

Байонетное крепление (соединение) обеспечивает возможность точного положения (точной ориентации) крышки относительно сосуда. При этом байонет позволяет легко и быстро снимать, устанавливать, заменять крышку. Также, следствием использования байонетного соединения является меньший износ (уменьшение износа) сопрягаемых поверхностей при частых снятиях, установках, заменах крышки.

Все это изменяет (в некоторых случаях, повышает) технологичность, долговечность, эргономичность конструкции в целом.

Задача достигается тем, что согласно полезной модели, «Корпус фильтра» содержит сосуд с днищем и крышкой с отверстиями входными, которая закрывает сосуд с торца, выполнена круглой, своей плоскостью перпендикулярна оси сосуда, внутри корпуса фильтра выполнена фильтровальная камера, которая ограничена боковой стенкой сосуда, внутренняя поверхность которой образована развертывающейся линейчатой поверхностью, для которой окружность крышки является направляющей, внутренней (обращенной внутрь сосуда) поверхностью днища, которое своей плоскостью лежит в плоскости, пересекающей внутреннюю поверхность боковой стенки сосуда, внутренней (обращенной внутрь сосуда) поверхностью крышки, которая своей плоскостью лежит в плоскости, пересекающей внутреннюю поверхность боковой стенки сосуда, наружной поверхностью трубы (переливной канал, байпас), установленной в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры, вход в трубу выполнен на уровне, находящимся выше уровня входных отверстий крышки, в нижней части сосуда выполнены отверстия выходные, сумма площадей выходных отверстий, выполненных в нижней части сосуда больше суммы площадей входных отверстий крышки, крышка установлена на сосуде посредствам соединения байонет. Дополнительно, при необходимости, в зависимости от условий размещения, эксплуатации полезной модели, количества таких устройств, для повышения/обеспечения возможности поддерживать нормативный уровень очистки жидкости (воды), параметры корпуса фильтра могут быть определены исходя из известных значений:

расхода Q, жидкости, м³/ч, (для жидкости определенной кинематической вязкости),

Q = ζ × φ × Sвx × √ (g × 3600 × h1);

времени фильтрации Т фильтрующей загрузки (рекомендуемое производителем фильтрующего материала время очистки, мин.); скорости фильтрации Vp фильтрующей загрузки (рекомендуемая производителем фильтрующего материала скорость фильтрации, м/час), т.е. скорость потока воды в режиме фильтрации;

ζ - коэффициент сжатия струи, эмпирическая величина, принимаемая для круглых отверстий равной 0,64;

φ - коэффициент потери скорости, эмпирическая величина, среднее значение

для безнапорного истечения равно 0,95;

Sвx - суммарная площадь входных отверстий в крышке;

g - ускорение свободного падения, м/с²;

h1 - средняя высота столба жидкости над крышкой корпуса фильтра, м, (h1 продиктован устройством системы колодцев, может быть определен посредствам наблюдений, либо может быть свободно выбран в доступных пределах),

и, составлять для:

высоты h (расстояния) от крышки корпуса до входного отверстия байпас: h = 2h1;

суммы Sвx площадей входных отверстий (крышки): Sвx = Q/(ζ × φ × 60 × √ (g × h1));

суммы Sвыx площадей выходных отверстий (нижних): Sвыx > Sвx: т.е. сумма площадей выходных отверстий больше суммы площадей входных отверстий (крышки);

диаметра D_n фильтровальной камеры: Dn = √ (10 × s × n/π), для корпуса фильтра без байпас,

диаметра D_n фильтровальной камеры: Dn = √ (10 × s × n/π + D_S ^∧2), для корпуса фильтра с байпас,

D_n рассчитывают исходя из необходимости обеспечить необходимую суммарную площадь входных отверстий (крышки).

Эмпирическое значение (необходимое) соотношения площади Sn сечения сосуда (поперечного сечения фильтровальной камеры) и суммарной площади Sвx входных отверстий в крышке, определяется как Sn > 2,5 × s × n, или Sn > 2,5 × Sвx,

где Sbx = s × n;

s- площадь каждого (входного) отверстия в крышке, м. кв;

n - количество входных отверстий в крышке, шт., рассчитывают как n = Sвx/s,

с округлением до целого числа в меньшую сторону;

D_S - наружный диаметр трубы, установленной в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры (наружный диаметр трубы байпас);

π=3,14;

высоты Н_р фильтровальной камеры, м: Hp = Т × Vp/60,

Vp = Qp / (Dn/2)^∧2 × π × ζ - для фильтров без байпас,

Vp = Qp / ((Dn/2)^∧2 - (D_S/2)^∧2) × π × ζ - для фильтров с байпас,

при этом должно соблюдаться условие: Vp < или = V, при несоблюдении этого

условия следует выбрать следующий больший номинальный диаметр D_n.

где V - рекомендуемая производителем фильтрующего материала скорость фильтрации, м/ч,

Vp - скорость фильтрации фильтрующей загрузки, м/ч,

Qp - уточненный рабочий расход жидкости: Qр = ζ × φ × s × n × √ (g × 3600 × h1), уточненный рабочий расход жидкости должен отвечать условию: Qp > Q,

где h1 - средняя высота столба жидкости над крышкой, м.

h1 рассчитывается как половина высоты h от крышки корпуса фильтра до входного патрубка, для фильтров без байпас, т.е. h1 = h/2,

или как половина высоты h от крышки корпуса фильтра до входного отверстия байпас, т.е.

h1 = h/2,

Hp = (Т / 60) × (Qp / (Dn²-Ds²) / 4 × π × ζ) = (T × Qp) / (15 × (Dn² - Ds²) × π × ζ).

Параметры переливного канала (трубы-байпас) могут быть определены исходя из значений:

расход через байпас: Q_S = ζ × 60 × φ × π × D_Sв ²/4 × √ (g × h_S),

где D_Sв - внутренний диаметр трубы байпас, м;

h_S - высота до входного отверстия в байпас от точки излива (выбирается в диапазоне от 0 до 5 м). Выбор высоты зависит от прочности материала;

n_s = D_Sв ²/d_s ² с округлением до целых в большую сторону. d_s < D_Sв/2,

где n_s - количество входных отверстий трубы-байпас,

d_s - диаметр каждого входного отверстия трубы-байпас.

Наружный диаметр трубы байпас D_s выбирают в диапазоне 0,1-0,5Dn,

где Dn - диаметр фильтровальной камеры.

Также, каждый существенный признак полезной модели может быть раскрыт дополнительно.

Днище.

Днище может быть выполнено круглым.

Днище может быть выполнено из полимера, например, из полиэтилена.

Фильтровальная камера, соотношение площади поперечного сечения фильтровальной камеры и суммарной площади входных отверстий в крышке, труба-байпас.

Фильтровальная камера выполнена в форме прямого кругового цилиндра, труба, установленная в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры, выполнена круглым сечением.

Диаметр D_n фильтровальной камеры: Dn = √((10 × s × n)/π + D_s ^∧2),

где s - площадь каждого входного отверстия в крышке, м. кв,

n - количество входных отверстий в крышке, шт.,

D_S - наружный диаметр трубы, установленной в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры,

π = 3,14,

D_S выбирают в диапазоне 0,1-0,5Dn.

Значение соотношения площади Sn поперечного сечения фильтровальной камеры и суммарной площади Sвx входных отверстий в крышке определяется как Sn > 2,5 × Sвx,

где Sвx = s × n;

s - площадь каждого входного отверстия в крышке, м. кв;

n - количество входных отверстий в крышке, шт., рассчитывают как n = Sвx/s, с округлением до целого числа в меньшую сторону.

Крышка.

Крышка может быть выполнена, имеющей боковую стенку и днище с отверстиями.

При этом крышка выполнена цилиндрической, имеет форму прямого кругового цилиндра.

Крышка может быть выполнена из полимера, при этом полимером может быть полиэтилен.

У крышки, боковая стенка и днище с отверстиями, выполненные из полимера, например, из полиэтилена, могут быть соединены сваркой.

Боковая стенка цилиндрической крышки может быть изготовлена из спиральновитой трубы, выполненной из полимера, например, из полиэтилена.

Крышка может иметь рукоятки, расположенные под одинаковыми центральными углами друг к другу.

Крышка может иметь две рукоятки, каждая из которых представляет собой пластину с отверстием, своей плоскостью, расположенной перпендикулярно плоскости крышки, каждая рукоятка, своим основанием, расположена на хорде окружности крышки и соответствует длине хорды, хорды параллельны друг другу и равноудалены от центра крышки, основание каждой рукоятки имеет длину от 0,5 до 0,75 радиуса крышки.

Рукоятки могут быть выполнены из полимера, при этом полимером может быть полиэтилен.

При условии возможности соединения сваркой крышки и рукояток, в зависимости от материалов для их изготовления, крышка и рукоятки могут быть соединены сваркой.

Соответственно, полимерные, в том числе, полиэтиленовые крышка и рукоятки могут быть соединены сваркой.

Крышка установлена на сосуде посредствам соединения байонет. При этом, возможно, что соединение байонет выполнено посредством выступов, расположенных на крышке, и предназначенных для них пазов, выполненных на боковой стенке сосуда;

возможно, что выступы расположены под одинаковыми центральными углами друг к другу, пазы расположены под одинаковыми центральными углами друг к другу;

возможно, что количество выступов два, количество пазов два; возможно, что каждый выступ выполнен цилиндрическим, диаметром d2, каждый паз выполнен расширяющимся от входа до места фиксации выступа крышки, от размера d2 до размера d, при этом d = d2 × 1,1-1,25, глубина паза равна 0,75-2,5d2, размер паза в месте входа выступа диаметром d2 равен d2 ± 5%,

где d - диаметр паза в месте фиксации выступа диаметром d2; возможно, что боковая стенка сосуда выполнена с участками, каждый из которых выполнен в виде пластины и которые расположены под одинаковыми центральными углами друг к другу,

пазы, предназначенные для выступов, выполнены в пластинах, при этом в каждой пластине выполнен один паз для одного выступа;

возможно, что участки боковой стенки, каждый из которых выполнен в виде пластины, выполнены из полимера;

возможно, что полимером является полиэтилен;

возможно, что участки боковой стенки, каждый из которых выполнен в виде пластины, и боковая стенка сосуда соединены сваркой. Отверстия выходные в нижней части сосуда.

В нижней части сосуда все отверстия, за исключением отверстия для трубы могут выполнены быть одним диаметром.

Сумма площадей выходных отверстий, выполненных в нижней части сосуда, может быть, по меньшей мере, на 10% больше суммы площадей входных отверстий крышки.

Отверстия, выполненные в нижней части сосуда, могут быть расположены в днище и в нижней части боковой стенки сосуда,

при этом нижней частью боковой стенки сосуда является ее участок, размером до 0,1Н, находящийся выше днища, где Н - общая высота фильтровальной камеры.

При условии, что в нижней части сосуда все отверстия, за исключением отверстия для трубы выполнены одним диаметром возможно, что шаг отверстий, расположенных в нижней части боковой стенки сосуда находится в диапазоне: 3 × d1 < n1 < 5 × d1, где d1 - диаметр каждого отверстия, n1 - шаг отверстий.

Переливной канал (труба-байпас).

Возможно, что труба, установленная в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры имеет вход, образованный отверстиями, выполненными в ее боковой стенке.

При этом, возможно, что сумма площадей отверстий, выполненных в боковой стенке трубы, не меньше площади нижнего отверстия трубы.

При условии, что сумма площадей отверстий, выполненных в боковой стенке трубы, не меньше площади нижнего отверстия трубы, и при условии, что диаметр D_n фильтровальной камеры может быть рассчитан как Dn = √((10 × s × n)/π + D_S ^∧2), возможно, что количество отверстий, выполненных в боковой стенке трубы составляет: n_s = D_Sв ²/d_s ², с округлением полученного до целого числа в большую сторону,

где D_Sв - внутренний диаметр трубы байпас, м,

D_s - наружный диаметр трубы байпас, м, при этом D_S = 0,1-0,5Dn,

D_n - диаметр фильтровальной камеры,

d_s - диаметр каждого отверстия, выполненного в боковой стенке трубы байпас, м, d_s < D_Sв/2.

Труба, установленная в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры может быть выполнена из полимера, например, из полиэтилена.

При условии возможности соединения сваркой вышеуказанной трубы и днища, в зависимости от материалов для их изготовления, труба и днище могут быть соединены сваркой.

Соответственно, полимерные, в том числе, полиэтиленовые труба и днище могут быть соединены сваркой. Боковая стенка сосуда, материалы.

Боковая стенка сосуда может быть выполнена из трубы, изготовленной из полимера. Полимером может быть полиэтилен.

Боковая стенка сосуда может быть выполнена из трубы спиральновитой, выполненной из полимера, с гладкими наружной и внутренней поверхностями. При этом спиральновитая труба может быть имеющей полую стенку замкнутого профиля.

При условии возможности соединения сваркой боковой стенки и днища, в зависимости от материалов для их изготовления, боковая стенка и днище могут быть соединены сваркой.

Соответственно, полимерные, в том числе, полиэтиленовые боковая стенка и днище могут быть соединены сваркой.

Возможно, что прочность боковой стенки сосуда, выполненной из полиэтиленовой трубы, отвечает условию Р × С × 10^-6 < S_т × σ_т,

где Р - вес корпуса фильтра с загрузкой, во влажном состоянии, Н.

С - коэффициент запаса прочности, С = 1,25,

S_т = π × (D_n + D_нap) × е,

σ_т - предел текучести полиэтилена, МПа;

е - толщина стенки трубы, соответственно, толщина боковой стенки сосуда, м;

D_n - диаметр фильтровальной камеры, соответственно, и внутренний диаметр полиэтиленовой трубы, м;

D_нap - наружный диаметр полиэтиленовой трубы, м.

Средство упора.

Сосуд может иметь средство упора, ограничивающее возможность перемещения сосуда в радиальном направлении, и, в осевом направлении. Средство упора может представлять собой кольцо, расположенное на наружной стороне боковой стенки сосуда, плоскостью перпендикулярно боковой стенки сосуда.

Размеры. Наружный диаметр D_O, м, кольца соответствует условию: D_O ≥ D_x + 0,04, где: D_x - внутренний диаметр кольца, м, то есть, диаметр его посадочного отверстия,

внутренний диаметр D_x, м, кольца соответствует условию D_x ≥ 1,05 × D_нap,

где D_нap - наружный диаметр сосуда.

Средство упора может быть выполнено из полимера, например, из полиэтилена.

При условии возможности соединения сваркой указанного средства упора и боковой стенки, в зависимости от материалов для их изготовления, указанное средства упора и боковая стенка могут быть соединены сваркой. Соответственно, полимерные, в том числе, полиэтиленовые средство упора и боковая стенка могут быть соединены сваркой. Более подробно признак раскрыт ниже. Монтажные проушины. Сосуд может иметь монтажные проушины.

Возможно, что каждая монтажная проушина представляет пластину с выполненным в ней круглым отверстием, монтажные проушины расположены на боковой стенке сосуда, под одинаковыми центральными углами друг к другу.

Возможно, что количество монтажных проушин четыре.

Монтажные проушины могут быть выполнены из полимера, например, из полиэтилена.

При условии возможности соединения сваркой монтажных проушин и сосуда, в зависимости от материалов для их изготовления, монтажные проушины и сосуд могут быть соединены сваркой.

Соответственно, полимерные, в том числе, полиэтиленовые монтажные проушины и сосуд могут быть соединены сваркой.

Возможно, что прочность монтажных проушин отвечает условию Р × С × 10^-6 < S_p × z × σ_т,

где Р - вес корпуса фильтра с загрузкой, во влажном состоянии, Н,

С - коэффициент запаса прочности, С = 1,25,

S_p - площадь сечения проушины, м²,

z - количество проушин,

σ_т - предел текучести полиэтилена, МПа.

Полезная модель поясняется фигурами.

Фиг. 1 - общий вид, в сборе;

фиг. 2 - общий вид, крышка приподнята;

фиг. 3, фиг.4 - показано размещение фильтрующего элемента/материала в фильтровальной камере, сосуд выполнен из полиэтиленовой спиральновитой трубы, вариант без байпас;

фиг. 5 - вид сбоку, в разрезе;

фиг. 6 - вид сверху;

фиг. 7 - вид снизу;

фиг. 8 - крышка с резьбой, вид сбоку;

фиг. 9 - сосуд, вид сбоку;

фиг. 10 - крышка с резьбой, вид сбоку;

фиг. 11 - сосуд, вид сбоку;

фиг. 12 - труба (тип А1, с продольными полыми секциями), возможная к применению для изготовления боковой стенки корпуса, поперечное сечение;

фиг. 13 - труба (тип А1, с продольными полыми секциями), возможная к применению для изготовления боковой стенки корпуса, продольное сечение; труба типа А1 более предпочтительна в конструкциях, в которых соединение крышки и сосуда - байонет;

фиг. 14 - труба (тип А2, с кольцевыми или спиральными полыми секциями), возможная к применению для изготовления боковой стенки корпуса, сектор, поперечное сечение;

фиг. 15 - труба (тип А2, с кольцевыми или спиральными полыми секциями), возможная к применению для изготовления боковой стенки корпуса, продольное сечение;

фиг. 16 - корпус фильтра (увеличенного/большого диаметра), крышка которого имеет четыре рукоятки;

фиг. 17 - корпус фильтра (увеличенного/большого диаметра), крышка которого имеет шесть рукояток;

фиг. 18 - корпус фильтра, размещение в колодце;

Фиг. 19-27 - корпус фильтра, соединение крышки и сосуда - байонет; сосуд снабжен пластинами с прорезями.

фиг. 19 - общий вид, крышка приподнята, сосуд показан в разрезе;

фиг.20 - вид снизу;

фиг. 21 - сосуд с крышкой, вид сверху, разрез;

фиг.22 - крышка, вид спереди, разрез;

фиг.23 - сосуд, вид спереди, разрез;

фиг.24 - крышка, вид сбоку;

фиг.25 - сосуд, вид сбоку,

фиг.26 - вид спереди,

фиг. 27 - общий вид, крышка приподнята, сосуд показан в разрезе.

Позиции:

1 - боковая стенка сосуда; 2 - днище; 3 - крышка;

4 - отверстия в крышке, входные для текучей среды (для жидкости);

5 - отверстие для трубы-байпас, выполненное в крышке;

6 - труба-байпас;

7 - отверстия выходные, для текучей среды (для жидкости), выполненные в боковой стенке сосуда;

8 - отверстия выходные, для текучей среды (для жидкости), выполненные в днище;

9 - отверстие для трубы-байпас, выполненное в днище;

10 - участок трубы-байпас над крышкой 3;

11 - отверстия, выполненные на участке 10 трубы-байпас;

12 - средство бокового упора, кольцо, установленное по наружному диаметру сосуда, плоскостью перпендикулярно боковой стенки сосуда;

13 - проушины монтажные;

14 - рукоятки, на крышке;

15 - выступы на крышке, для соединения байонет;

16 - пазы на верхней части боковой стенке сосуда, для соединения байонет;

17 - средства (пластины), в которых образованы пазы 16, пластинами 17 может быть снабжена боковая стенка сосуда;

18 - опорное кольцо колодца, тип I;

19 - опорное кольцо колодца, тип II;

20 - стенка колодца.

Полезная модель содержит сосуд, который приспособлен для того, чтобы содержать один, также, возможно несколько фильтрующих элементов и/или фильтрующих сред. Сверху сосуд закрыт крышкой. Крышка за счет своей геометрической формы позволяет разместить фильтрующий элемент (фильтрующие среды) используя весь объем сосуда. Диаметр крышки соответствует внутреннему диаметру внутреннему диаметру сосуда. Наружная форма сосуда может быть определена местом его расположения, а также требованиями к его установке. Например, местом расположения может быть сточный колодец, соответственно, наружная форма сосуда может быть спроектирована под такой колодец. Требования к установке могут заключаться в использовании той или иной поверхности в качестве опорной. Соответственно, в качестве опорных поверхностей сосуда могут быть использованы его боковые поверхности, нижняя поверхность (днище), иные поверхности. Таким образом, сосуд может быть выполнен различными внешними формами и размерами, также, любая наружная поверхность сосуда может быть использована для его перемещения, монтажа, крепления.

Форма сосуда может быть определена наличием у него боковой стенки и днища, это, например, цилиндрический сосуд, или сосуд, имеющий форму усеченного кругового конуса с большим диаметром в верхней части. Днище является неотъемлемой частью корпуса сосуда, ограничивающее его внутреннюю полость с торца.

Боковая стенка сосуда имеет наружную и внутреннею поверхности. Цилиндрический сосуд имеет цилиндрические поверхности (наружную и внутреннюю), сосуд в форме усеченного кругового конуса имеет конические поверхности без вершины (наружную и внутреннюю). По геометрической форме наружные поверхности сосуда могут отличаться от указанных, так как на функционирование фильтровальной камеры такое отличие не влияет. Каждая указанная поверхность (цилиндрическая, поверхность прямого кругового цилиндра, коническая) является частным случаем развертывающейся линейчатой поверхности.

Линейчатая поверхность - поверхность, образованная движением прямой линии.

Развертывающейся поверхность та, которая путем изгибания может быть совмещена с плоскостью без образования складок и разрывов. Из кривых поверхностей этим свойством обладают только те линейчатые поверхности, которые имеют ребро возврата.

Существует только три вида линейчатых поверхностей, имеющих ребро возврата: торсы, цилиндрические, конические.

Цилиндрическая и коническая поверхности обладают свойством развертываемости, так как являются частными случаями поверхности торса. Для того, чтобы задать коническую или цилиндрическую поверхности, недостаточно иметь только ребро возврата (собственную или несобственную точку) - положение образующей прямой не определяется одной точкой. Необходимо задать еще направляющую линию. Цилиндрическая поверхность образуется движением прямой линии, скользящей по некоторой неподвижной замкнутой (например, по окружности днища, по окружности крышки), или незамкнутой кривой и остающейся параллельной своему исходному положению.

Коническая поверхность образуется движением прямой линии, скользящей по некоторой неподвижной замкнутой (например, по окружности днища, по окружности крышки), или незамкнутой кривой и проходящей во всех своих положениях через неподвижную точку.

Поверхность прямого кругового цилиндра может быть образована движением прямой, которая, оставаясь параллельной одному и тому же направлению, опирается на окружность, лежащую в плоскости, перпендикулярной к этому направлению; ряд последовательных положений такой прямой и представляет собой поверхность кругового прямого цилиндра.

Движущаяся прямая называется образующей, а окружность (например, окружность днища или крышки), на которую она опирается, направляющей. Плоские фигуры, образованные пересечением цилиндрической поверхности с двумя параллельными плоскостями, ограничивающими цилиндр, называются основаниями этого цилиндра. С такими фигурами своими плоскостями могут совпадать днище и крышка. Например, днище, плоскостью, может совпадать с плоской фигурой (нижним основанием), крышка, плоскостью, может совпадать с плоской фигурой (верхним основанием).

Поверхность усеченного кругового конуса может быть образована движением прямой, которая, оставаясь под определенным (под одним) углом к одному и тому же направлению, опирается на окружность, лежащую в плоскости, под определенным углом к этому направлению; ряд последовательных положений такой прямой и представляет собой поверхность усеченного кругового конуса.

Плоские фигуры, образованные пересечением конической поверхности с двумя параллельными плоскостями, ограничивающими усеченный круговой конус, являются основаниями этого усеченного кругового конуса. С такими фигурами своими плоскостями могут совпадать днище и крышка. Плоские фигуры (основания, представлены круглыми днищем и крышкой), образованы пересечением линейчатой поверхности с двумя плоскостями, например, параллельными, при круглых днище и крышке, и, не параллельными, при не круглом днище.

Форма сосуда определена наличием у него боковой стенки 1 и днища 2. Сверху сосуд закрыт крышкой 3. Днище ограничивает внутреннюю полость сосуда с одного торца (нижнего), крышка ограничивает внутреннюю полость сосуда с другого торца (верхнего).

Днище 2 выполнено круглым, крышка 3 выполнена круглой. В крышке выполнены отверстия входные. В нижней части сосуда выполнены отверстия выходные. Соответственно, они могут быть расположены как в днище, так и в нижней части боковой стенки.

Соответственно, фильтровальная камера может быть цилиндрической, и, в форме усеченного конуса (конической).

Дополнительно (признак будет раскрыт ниже), если корпус фильтра содержит трубу-байпас, то фильтровальная камера будет ограничена также наружной поверхностью этой трубы-байпас, установленной в отверстии крышки (центральном) и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры. Таким образом, корпус фильтра, содержит сосуд с днищем 2, и, с крышкой 3, которая закрывает сосуд с торца, выполнена круглой, своей плоскостью перпендикулярна оси сосуда, и характеризуется тем, что внутри корпуса фильтра выполнена фильтровальная камера, которая ограничена боковой стенкой 1 сосуда, внутренняя поверхность которой образована развертывающейся линейчатой поверхностью (цилиндрической или конической), окружность крышки является направляющей для развертывающейся линейчатой поверхности, поверхностью днища, которое своей плоскостью лежит в плоскости, пересекающей внутреннюю поверхность (развертывающуюся линейчатую поверхность) боковой стенки сосуда, обращенной внутрь сосуда поверхностью крышки, которая своей плоскостью лежит в плоскости, пересекающей внутреннюю поверхность боковой стенки сосуда, наружной поверхностью трубы, установленной в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры, в крышке выполнены отверстия входные для проникновения жидкости в фильтровальную камеру, в нижней части сосуда выполнены отверстия выходные для выхода жидкости из фильтровальной камеры.

Для осуществления полезной модели, наиболее предпочтительным является сосуд, внутренняя боковая поверхность которого является цилиндрической (поверхность прямого кругового цилиндра). Как правило, это цилиндрический сосуд (соответственно, и наружная форма которого может быть цилиндрической). Боковая стенка такого сосуда может быть изготовлена, например, из отрезка трубы, так можно одновременно получить цилиндрические внутреннюю и наружную боковые поверхности. Также, сосуд, внутренняя боковая поверхность которого является цилиндрической может быть получен и другими методами: сверлением, токарными работами, литьем, и др.

Существенными признаками технического решения, влияющими на достижение результата, заключающегося в увеличении/обеспечении возможности соблюдения нормативной скорости фильтрации для фильтрующего элемента/фильтрующей среды являются признаки, относящиеся к конструкции фильтровальной камеры.

К таким признакам относятся внутренняя боковая (цилиндрическая, коническая) поверхность сосуда, нижняя поверхность крышки (поверхность, обращенная внутрь сосуда), верхняя поверхность днища сосуда (поверхность, обращенная внутрь сосуда).

Как было указано выше, для осуществления полезной модели (для создания фильтровальной камеры, для ограничения пространства внутри корпуса) был выбран цилиндрический сосуд, имеющий внутреннею боковую цилиндрическую поверхность, образованную боковой стенкой 1 и основания, представлены круглыми днищем 2 и крышкой 3.

Возможны незначительные отклонения геометрической формы цилиндрической поверхности от формы цилиндра, возможны незначительные отклонения плоскостей от параллельности. В крышке 3 выполнены отверстия 4 и отверстие 5. Отверстия 4 являются входными для текучей среды (для подлежащих очистки жидкости, воды) при функционировании полезной модели.

Отверстие 5 выполнено по центру крышки и предназначено для расположения в нем трубы б. В нижней части сосуда выполнены отверстия 7, отверстия 8, отверстие 9. Отверстия 7 выполнены в днище 2, отверстия 8 выполнены в боковой стенке 1.

Отверстия 7 и 8 являются выходными для текучей среды (для очищенных жидкости, воды), при функционировании полезной модели. Отверстие 9 выполнено по центру днища 2 и предназначено для расположения в нем трубы б. Таким образом, отверстие 5 и отверстие 9, в паре, предназначены для размещения трубы 6 соосно фильтровальной камеры. Труба 6 предназначена для соединения пространства над корпусом фильтра с пространством под ним, минуя фильтровальную камеру. Тем самым, труба 6, как обводной трубопровод предназначена для функционирования в качестве переливного канала (байпас) для транспортировки жидкости параллельно фильтровальной камеры.

Таким образом, с учетом наличия, установленной по оси сосуда (каоксильно) трубы 6, фильтровальной камерой является пространство внутри сосуда, ограниченное его внутренними поверхностями, а именно, боковой цилиндрической поверхностью, нижней поверхностью крышки (поверхностью, обращенной внутрь сосуда), верхней поверхностью днища сосуда (поверхностью, обращенной внутрь сосуда), стенкой трубы 6.

Предпочтительно в нижней части сосуда все отверстия 7 и 8 выполнены одним диаметром.

Для сосуда, имеющего боковую стенку и днище, предпочтительно, что шаг n1 отверстий, расположенных в нижней части боковой стенки 1 находится в диапазоне:

3 × d1 < n1 < 5 × d1, где d1 - диаметр каждого отверстия.

Также, возможно, чтобы в нижней части сосуда выходные отверстия, предназначенные для очищенной жидкости, были выполнены только в днище.

В любом случае, сумма площадей отверстий, расположенных в нижней части сосуда, должна больше суммы площадей отверстий крышки. При функционировании полезной модели, такая конструкция позволяет избежать снижения расхода Q жидкости вследствие засорения отверстий в днище.

Крышка, нижняя часть боковой стенки сосуда, днище могут быть охарактеризованы как перфорированные, то есть каждая из них имеет предусмотрено изготовленное значительное число правильно расположенных отверстий правильной формы.

Сосуд может быть выполнен не разборным (условно разборным), например, днище может быть сделано за одно целое с боковой стенкой, а также, приварено, приклепано, привинчено, приклеено к боковой стенке. Также, сосуд может быть выполнен сборно-разборным (днище и боковая стенка соединены с возможностью не сложного разъединения). Для этого, днище и боковая стенка могут иметь, например, резьбовое соединение, байонет соединение, иные подобные соединения.

Днище и боковая стенка могут иметь соединение по средствам необходимой посадки. В этом случае, сосуд также можно назвать сборно-разборным. В этих случаях, в зависимости от посадки возможна дополнительная фиксация соединения днища и боковой стенки, например, с помощью кернения, клея, каких-либо эластичных, уплотняющих материалов. Посадка с (гарантированным) зазором - соединение с гарантированным зазором, то есть наименьший допустимый размер отверстия больше наибольшего предельного размера днища или равен ему. Указанное отверстие образовано боковой стенкой сосуда. Переходная посадка - соединение с возможным зазором или натягом в зависимости от действительных размеров днища и отверстия. Указанное отверстие образовано боковой стенкой сосуда. Посадка с (гарантированным) натягом - соединение с гарантированным натягом, то есть наибольший допустимый размер отверстия меньше наименьшего допустимого размера днища или равен ему. Указанное отверстие образовано боковой стенкой сосуда. Соединение боковой стенки и днища может быть уплотнено кольцом (кольцами), изготовленными из эластомеров, например, из резины.

Для изготовления цилиндрической стенки сосуда может быть использован отрезок трубы. Материалами могут быть различные металлы (черные, цветные, коррозионностойкие), их сплавы, полимеры, стекло, композитные материалы, керамика, дерево, и др.

Сосуд (соответственно, корпус фильтра) может быть снабжен средством упора (может быть расположен на наружной поверхности), ограничивающим возможность перемещения сосуда как в радиальном, так и в осевом направлении. Более подробно признак описан ниже. Переливной канал (байпас).

Как было указано выше, в отверстии крышки 3 и в отверстии днища 2 сосуда, установлена труба 6. Таким образом, например, при размещенном в сточном колодце корпусе фильтра, труба 6 соединяет пространство над корпусом фильтра с пространством под ним.

Для сосуда, имеющего боковую стенку и днище, например, для цилиндрического сосуда, либо сосуда, имеющего форму усеченного конуса, труба 6, предпочтительно установлена по оси сосуда (коаксильно), в центральном отверстии крышки 3 и в центральном отверстии днища 2. Длина трубы 6 подобрана такой, что обеспечена возможность наличия отверстий в стенке участка трубы, находящегося со стороны крышки 3 (выше крышки 3), за пределами емкости, образованной сосудом и крышкой 3, то есть, за пределами фильтровальной камеры.

По сечению, труба 6 может быть круглой, овальной, прямоугольной, квадратной, многоугольной, любой другой формой. При этом предпочтительно круглого сечения. Для обеспечения возможности вращения крышки 3, либо трубы 6 в отверстии крышки 3, участок трубы, взаимодействующий с отверстием в крышке 3 должен быть выполнен круглым сечением. Соответственно, отверстие в крышке 3 также круглое.

Для обеспечения возможностей снятия/установки крышки 3 сечение трубы 6 должно обеспечивать эти возможности, например, переменное сечение. Также, для обеспечения возможности вращения трубы 6 в отверстии днища 2 (при необходимости такого вращения), участок трубы, взаимодействующий с этим отверстием, должен быть выполнен круглым сечением. Соответственно, отверстие в днище 2 также круглое. Например, труба-байпас может быть установлена в круглом отверстии днища по средствам резьбового соединения.

Теоретически труба 6 может быть поделена на несколько участков. Участок 10 находится выше днища (плоскости) крышки 3, за пределами емкости, образованной сосудом и крышкой 3, т.е. за пределами фильтровальной камеры. Участок, который находится внутри емкости, образованной внутренними поверхностями сосуда и крышкой 3, то есть, внутри фильтровальной камеры. Участок, который находится ниже днища 2, за пределами емкости, образованной корпусом и крышкой 3, т.е. за пределами фильтровальной камеры, ниже днища 2. Также, возможно, что нижний торец трубы 6 и днище 2 своей наружной поверхностью находятся в одной плоскости.

Труба 6 предназначена для функционирования в качестве переливного канала (байпас) для жидкости. Труба 6 имеет вход и выход. При функционировании полезной модели по основному назначению вход в трубу находится в ее верхней части (на участке 10), выходом является нижнее отверстие трубы. Без использования дополнительных патрубков вход в трубу может быть образован верхним торцевым отверстием трубы и/или отверстием (отверстиями), выполненными в боковой стенке участка 10. В последнем случае, верхнее торцевое отверстие закрыто, например, заглушкой. Во избежание засорения трубы байпас крупным мусором, а также во избежание проникновения такого мусора в сток предпочтительным вариантом является выполнение трубы 6 с боковыми входными отверстиями 11, соответственно, при закрытом верхнем торцевом отверстии. То есть, вход в трубу 6 образован отверстиями 11, выполненными в ее боковой стенке, на ее верхнем участке 10 (т.е. на ее участке, который находится над перфорированной поверхностью крышки 3), при этом сумма площадей отверстий, выполненных в боковой стенке верхнего участка не меньше площади выходного, нижнего отверстия трубы 6.

Для переливного канала (трубы байпас) могут быть подобраны параметры, при которых возможно наиболее эффективное функционирование как его самого, так и всего устройства (полезной модели) в целом.

Для отверстий входных, выполненных в боковой стенке трубы 6:

n_s = D_Sв ²/d_s ², с округлением полученного до целого числа в большую сторону d_s < D_Sв/2,

где n_s - количество отверстий входных, выполненных в боковой стенке трубы 6;

d_s, м, - диаметр каждого отверстия входного, выполненного в боковой стенке трубы 6;

D_Sв - внутренний диаметр трубы 6 (соответственно, диаметр выходного отверстия).

Высота h (расстояние) от крышки корпуса до входного отверстия байпас: h = 2h1,

также, может быть рассчитана высота h (расстояние) от крышки корпуса до входного патрубка для корпуса фильтра без байпас,

где h1 - средняя высота столба жидкости (очищаемой воды) над крышкой корпуса фильтра, м.

Параметр h1 продиктован расположением, устройством колодца, с которым предполагают использовать полезную модель.

h1 может быть определен посредствам наблюдений, также может быть выбран в доступных пределах.

От предполагаемого h1 может быть рассчитан параметр h.

Зависимость h от Sвx.

Sвx = Q/ (ζ × φ × √ (g × 3600 × h1))

Sbx = Q/ (ζ × φ × √ (g × 3600 × (h/2)))

ζ × φ × √ (g × 3600 × (h/2)) = Q/Sвx

√ (g × 3600 × (h/2)) = Q/ (ζ × φ × Sвx)

g × 3600 × (h/2) = (Q/ (ζ × φ × Sвx) ^∧ 2

h = 2 × ((Q/ (ζ × φ × Sвx) ^∧ 2) / (g × 3600)

Таким образом, задача обеспечения возможности предотвращения затопления колодца при снижении возможности проникновения не очищенной жидкости в ливнесток решена за счет конструкции переливного канала, а именно, за счет увеличения количества входных отверстий при уменьшении площади каждого из них, без уменьшения суммарной площади этих отверстий.

Переливной канал (труба байпас) также может участвовать в повышении/обеспечении возможности поддержания нормативной скорости фильтрации для фильтрующего элемента/фильтрующей среды (для достижения требуемого расхода Q, жидкости).

Также, D_Sв - внутренний диаметр трубы-байпас может быть рассчитан, как:

D_Sв = √ (4 × (Q/ (ζ × φ × √ (g × 3600 × h_s)))/π), где:

ζ - коэффициент сжатия струи, эмпирическая величина, принимаемая для круглых отверстий равной 0,64;

φ - коэффициент потери скорости, эмпирическая величина, среднее значение для безнапорного истечения равно 0,95;

h - высота (расстояние) от крышки корпуса до входного отверстия байпас;

h_s - полная высота (расстояние) от патрубка сброса (от точки излива), предполагаемой к очистке жидкости до входа в трубу-байпас.

Материалы для изготовления элементов полезной модели.

Элементы, детали корпуса фильтра могут быть изготовлены из полимера, пластика, термопласта, металлов (черных, цветных, их сплавов), из дерева, из материала, обладающего светопропусканием.

Для каждого материала, соответственно изделия из этого материала, имеются свои допустимые (без изменения заданных характеристик изделия) для него условия эксплуатации. При этом одни из них допустимы долговременно, другие кратковременно.

Для решения поставленных задач полезную модель следует рассматривать как твердое тело из любого, в том числе указанного, материала, возможного к применению. Основные требования, а также в некоторых случаях дополнительные требования к материалам для изготовления элементов, деталей корпуса фильтра:

долговременно, в воздухе, при атмосферном давлении от 640 до 820 мм рт.ст., при температуре от -20 град. С до +70 град. С, при относительной влажности от 0,1 до 100% способность не поддаваться изменению заданной для материала формы и размеров; высокая прочность;

стойкость к водопоглощению, т.е. низкая гигроскопичность; высокая устойчивость к истиранию;

хорошее сопротивление ползучести, даже при высоких температурах; физиологическая безвредность для человека (при необходимости); стойкость к воздействию веществ способных менять химические и/или физические свойства материала, а именно, повышенная химическая стойкость, обуславливающая стабильность изделий под воздействием порошкообразных веществ, гелеобразных веществ, жидких сред, жидких сред под давлением, в том числе стерилизующих жидкостей (при необходимости); стойкость к воздействию разбавленных, концентрированных кислот, щелочей (при необходимости);

стойкость к нагреванию до +110 град. С (при необходимости); стойкость к воздействию горячей воды, пара (при необходимости); инертность к загрязнителям (при необходимости); отсутствие запаха (при необходимости).

Таким образом, предпочтительно, чтобы каждый элемент полезной модели был выполнен из материала, отвечающего условиям нахождения: долговременно, в воздухе, при атмосферном давлении от 640 до 820 мм рт.ст., при температуре от -20 до +70°С, при относительной влажности от 0,1 до 100%, способного не поддаваться изменению заданной для изделия из него формы и размеров;

стойкого к воздействию веществ, способных менять химические и/или физические свойства материала, а именно, жидких сред, жидких сред под давлением.

Такими материалами являются в том числе полимеры, пластики, термопласты инженерно-технического назначения, конструкционные термопласты, изделия из них могут быть получены методом литья. К ним относятся:

Полиамиды, в том числе, полиамид 11 (РАН), полиамид 12 (РА12), полиамид 12 1200 (PA12G), полиамид 66 (РА66).

Нейлон / Полиамиды.

Нейлон - синтетический полимер, изготавливаемый на основе полиамидов.

Детали, элементы корпуса фильтра могут быть изготовлены не из чистого полиамида, а из полимеров, полученных либо из смеси разных полиамидов, либо из смеси полиамидов с другими компонентами (полимеры этой группы называют также полиамидами, сополиамидами и гриламидами).

Детали, элементы корпуса фильтра, выполненные из нейлона (полиамида) -очень легкие и прочные, обладают устойчивостью к воздействию высоких и низких температур (не меняют свою форму), устойчивы к образованию царапин.

Литьевые термопластичные материалы, относящиеся по химическому составу к сложным полиэфирам (т.е. содержащие сложноэфирную группу) полибутилентерефталат (РВТ), поликарбонат (PC), термостойкий поликарбонат, сополикарбонат на основе бисфенола А и бисфенола ТМС (РС-НТ), полициклогександиметилентерефталат (полиэфир РСТ); Простые полиэфиры: полиацеталь (РОМ-Н; РОМ-С), РРО, МРРО, МРРЕ, РРО-m, PPO/PS, PPO/HIPS, PPE/SB.

Полипропилен (РР), полиэтилен высокомолекулярный (РЕ-5), полиметилпентен (РМР).

Поликетоны алифатические (РК), поликетон.

Относятся к группе кристаллизующихся материалов (высокая скорость кристаллизации). Выдерживают кратковременный нагрев до 180 град. С. Температура плавления: 220 град. С. Температура хрупкости: -20 град. С. Обладают высокой стойкостью к ударным нагрузкам, ползучести. Имеют высокую износостойкость. Не стойки к УФ-излучению. Обладают высокой химической и гидролитической стойкостью. Имеют очень высокую стойкость к автомобильному топливу (выше, чем у РОМ). Стойки к углеводородам, органическим растворителям, разбавленным кислотам и щелочам, растворам солей. Характеристики ненаполненных марок: плотность (при 23 град. С): 1.24 г/см³; предел текучести при растяжении (при 23 град. С): 60 МПа; модуль упругости при изгибе (при 23 град. С): 1400 МПа.

Стирольные пластики, например, полистирол синдиотаксический. Относятся к металлоценовым материалам. Температура плавления: 260-270 град. С. Температура стеклования: около 100 град. С. Устойчивы к действию бензина, дизельного топлива антифризам, спиртам, растворам солей, разбавленным кислотам, щелочам и др. Очень стойки к воде. Имеют высокую размерную стабильность. Подходят для точного литья. Хорошо перерабатываются. Применяют в виде стеклонаполненных, угленаполненных и др. композиций. Характеристики стеклонаполненных марок (30% стекловолокна):

плотность (23 град. С): 1.21 -1.44 г/см³;

прочность при растяжении (при 23 град. С): 100-125 МПа;

модуль упругости при растяжении (при 23 град. С): 7580-10000 МПа.

Также возможны к применению ацетобутиратцеллюлозный и ацетилцеллюлозный этролы.

Для повышения физико-механических свойств возможна добавка 1-5% стеклянного волокна.

Ацетат целлюлозы; пластмассы на его основе (этролы).

Углеволокно (углеродное волокно, карбон) - композитный материал, состоящий из волокон углерода, которые соединены между собой эпоксидными смолами и/или другими полимерами (полиэстер, нейлон), также и для параарамидного волокна. Для повышения прочности волокна материала переплетают между собой под определенным углом и добавляют в них полимерные волокна и эпоксидные смолы.

Также возможны к применению и другие композитные материалы, полимерные композитные материалы, относящиеся к: стеклопластикам, углепластикам, боропластикам, полимерам, наполненным порошками, текстадитам, композитные материалы с металлической матрицой и др.

Композитные материалы клеевые (КМК) представляют собой стекло-, углепластики, изготовленные из клеевых препрегов на основе стекло-наполнителей, угленаполнителей и клеевой матрицы с регулируемой прочностью и теплостойкостью путем определенной укладки каждого монослоя.

Пропионаты. Этот тип полимеров по своим свойствам близок к ацетату целлюлозы. Детали корпуса фильтра можно получить литьем под давлением (методом инжекции).

Металлы. В дополнение к требованиям, изложенным выше, основными возможными требованиями к металлам, к стали и сплавам для производства деталей корпуса фильтра, могут быть: высокая стойкость к общей, местной, контактной коррозии, коррозии под напряжением, высокие механические свойства.

Этим требованиям в различной мере отвечают, например: хромоникелевые и хромоникельмолибденовые стали; сплавы кобальта, тантала, титана; никель, серебро, титан; стали мартенситного класса марки 20X13, стали мартенситно-ферритного класса - 12X13; латуни с покрытием из хрома и никеля; хромоникелевые стали аустенитного класса 12Х18Н9Т, 12Х18Н10Т; ферритные стали типа 1X17.

Для увеличения надежности и долговечности полезной модели, ее металлические элементы могут быть подвергнуты антикоррозионной защите. Для этого, перед нанесением защитных покрытий поверхности стальных конструкций очищают до третьей степени в соответствии с требованиями ГОСТ 9.402-2004. Места, где была произведена монтажная сварка были предварительно очищают от шлака и дополнительно грунтуют и окрашивают на монтаже.

При воздействии (средне-агрессивном, сильноагрессивном) сред на металлические конструкции, для их защиты от коррозии могут применяться лакокрасочные материалы (грунтовки, краски, эмали, лаки) IV группы: перхлорвиниловые и на сополимерах винилхлорида, эпоксидные.

Допускается увеличение толщины лакокрасочного покрытия, не более чем на 20% без изменения количества слоев.

Конструкции должны быть загрунтованы в один слой при условии нанесения всех или части покрывных слоев на заводе-изготовителе: для конструкций, взаимодействующих со средне-агрессивными и сильноагрессивными средами - в два слоя на заводе-изготовителе;

под покрывные материалы IV группы допускается предусматривать грунтование конструкций на заводе-изготовителе грунтовкой ФЛ-ОЗК (II-III групп), при этом должно предусматриваться нанесение на монтажной площадке третьего (технологического в половину толщины) слоя грунтовки ФЛ-ОЗК, четвертого слоя перхлорвиниловой грунтовки (IV группы) или грунтовки на сополимерах винилхлорида (IV группы) и покрывных слоев. Выбран способ, предусматривающий окрашивание водостойкими лакокрасочными материалами IV группы с предварительным грунтованием. Некоторые сведения об этих лакокрасочных материалах для защиты стальных и алюминиевых конструкций от коррозии приведены в таблице:

Подготовка поверхности - обработка основного покрываемого металла механическим, электрохимическим и/или химическим способом (удаление с поверхности металла веществ, препятствующих окрашиванию и ускоряющих коррозионные процессы) с целью улучшения адгезии лакокрасочного материала и коррозионных свойств окрашенной поверхности. Подготовка поверхности состоит из ряда операций, первой из которых является очистка от загрязнений. Очистку допускается проводить механическими, химическими (при помощи питьевой воды, растворителей, химических продуктов), термическими (пламенем или отжигом) методами. Очистку поверхности от тяжелых загрязнений (сварочного шлака, литейного пригара, оплавленных флюсов, шлифовальной пасты, остатков формовочной смеси, старых лакокрасочных покрытий и др.) проводят механическим способом.

Третья степень очистки поверхности металлических изделий от окалины и ржавчины предусматривает получение очищенной поверхности характеризующейся что: не более чем на 5-ти% поверхности имеются пятна и полосы, плотно сцепленной окалины и литейная корка, видимые невооруженным глазом; на любом из участков поверхности изделия окалина занимает не более 10% площади пластины размером 25×25 мм. Сварные швы очищают от шлака и неплотно прилегающей окалины. После сварки при помощи электродов сварные швы с флюсовым покрытием очищают от налета флюса и нейтрализуют. Значение рН поверхности, увлажненной дистиллированной водой, должно быть 6,0-8,0; контроль проводят при помощи соответствующего индикатора.

Таким образом, например, в соответствии с требованиями ГОСТ 9.402-2004, и в соответствии с требованиями СНиП 2.03.11-85 и СНиП 3.04.03-85 каждый металлический элемент может быть подвергнут антикоррозионной защите. Так, каждый металлический элемент может быть подвергнут антикоррозионной защите, выполненной по средствам: очистки его поверхности от окалины, ржавчины, шлака, получения в результате очищенной поверхности, характеризующейся тем что, не более чем на 5-ти% поверхности имеются пятна и полосы, плотно сцепленной окалины и литейная корка, видимые невооруженным глазом, на любом из участков поверхности окалина занимает не более 10% площади размером 25x25 мм, а также по средствам последующего окрашивания водостойкими лакокрасочными материалами с предварительным грунтованием. Полимеры для изготовления полезной модели.

Как было указано ранее, сосуд может быть выполнен цилиндрическим.

Для изготовления боковой стенки сосуда может быть применена труба, например, спиральновитая (СВТ). Такая труба может соответствовать ГОСТ Р 54475-2011. Предпочтительно труба типа А, с гладкими наружной и внутренней поверхностями. Соответственно, аналогично указанному в ГОСТ, применяемые трубы изготовлены из полимерных материалов и отвечают требованиям, предъявляемым к изделиям годным для систем безнапорной подземной наружной канализации: хозяйственно-бытовой канализации, дренажа и водоотведения, ливневой канализации, отведения промышленных стоков, к которым материал трубопровода является химически стойким.

Для изготовления трубы могут быть использованы различные полимеры. При этом более предпочтительными являются: полипропилен (РР), полиэтилен (РЕ), не пластифицированный поливинилхлорид (PVC-U). Полипропилен РР (ПП) или сополимеры пропилена (полипропилен блоксополимер РР-В) должен соответствовать требованиям таблицы 1. Массовая доля полипропилена в композиции - не менее 75% для труб, не менее 60% - для среднего вспененного слоя труб типа А1 и не менее 80% - для литьевых фасонных частей.

Полиэтилен РЕ (ПЭ) для изготовления труб и литьевых фасонных частей должен соответствовать требованиям таблицы 2, а для изготовления фасонных частей методом ротационного формования - требованиям таблицы 3. Массовая доля полиэтилена в композиции должна быть не менее 75% - для труб, не менее 60% - для среднего вспененного слоя труб типа А1 и не менее 80% - для литьевых фасонных частей.

Может быть использован полиэтилен трубных марок ПЭ100, ПЭ80, ПЭ63. Трубу из него изготавливают методом навивания непрерывно производимого профиля на вращающийся цилиндрический барабан с одновременной сваркой витков между собой.

Не пластифицированный поливинилхлорид PVC-U (НПВХ) должен соответствовать требованиям таблицы 4. Массовая доля поливинилхлорида в композиции должна быть не менее 75% и не менее 60% - для среднего вспененного слоя труб типа А1.

Возможны добавки в композицию вторичного сырья тех же марок, что исходное, применяемое для изготовления тех же изделий. Из вышеуказанных полимеров полиэтилен является более предпочтительным.

Могут быть использованы спиральновитые трубы различных профилей стенки, и, различных диаметров. Например, труба, имеющая полую стенку замкнутого профиля (с продольными полыми секциями; с кольцевыми или спиральными полыми секциями). Могут быть использованы спиральновитые трубы различных профилей стенки, и, различных диаметров. Например, труба, имеющая полую стенку замкнутого профиля (с продольными полыми секциями, тип А1; с кольцевыми или спиральными полыми секциями, тип А2). Геометрическая форма профиля стенки такой трубы обеспечивает высокую сопротивляемость деформации. В основном, спиральновитые трубы выпускают двух типов - SN4 и SN8, они отличаются по классу кольцевой жесткости (4 кН/м², 8 кН/м²).

Тип А1, труба с продольными полыми секциями (сечение), фиг.12, 13. Тип А2, труба с кольцевыми или спиральными полыми секциями (сечение), фиг.14, 15.

Параметры корпуса фильтра могут быть определены исходя из размерного ряда СВТ-труб, DN/ID по ГОСТ Р 54475-2011, ТУ 22.21.29-001-14693610-2019.

Внутренний диаметр D_n выбирают из ряда 300-3000 мм;

рабочая высота Н_р, м, Н_р = Т × V/60,

где Т - рекомендуемое производителем фильтрующего материала время очистки, мин;

V - рекомендуемая производителем фильтрующего материала скорость фильтрации, м/ч.

Одним из предпочтительных вариантов применяемой трубы является труба, стенка которой имеет кольцевые или спиральные полые секции (Тип А2, аналогичная трубе по ГОСТ Р 54475-2011, ТУ 22.21.29-001-14693610-2019). Значения номинальных размеров DN/ID или DN/OD могут быть выбраны из таблицы 5.

Трубы изготавливают размерами серий:

- серия DN/ID - с номинальным размером, относящимся к внутреннему диаметру;

- серия DN/OD - с номинальным размером, относящимся к наружному диаметру.

e₄ - толщина стенки внутреннего слоя;

e₅ - толщина стенки внутреннего слоя под полой секцией;

e_c - высота стенки, то есть радиальное расстояние между внутренней и наружной поверхностями трубы для труб типа А;

d_e мм - измеренный наружный диаметр трубы или трубного конца фасонной части в любом поперечном сечении, округленный в большую сторону до 0,1 мм

Действительные значения внутреннего диаметра могут быть значительно выше указанных минимальных.

Кроме указанных в таблице возможны и иные номинальные размеры. Прочность цилиндрической части сосуда, выполненной из полиэтилена, может быть рассчитана исходя из предела текучести полиэтилена σ_т, МПа, и площади сечения профиля трубы S_т, м².

Прочность можно считать достаточной при соблюдении условия: Р × С × 10^-6 < S_т × σ_т,.

где Р - вес корпуса фильтра и загрузки во влажном состоянии, Н,

С - коэффициент запаса прочности, принимаемый 1.25 согласно ГОСТ ИСО 12162-2006.

S_т = π × (D_n + D_нap) × е,

σ_т - предел текучести полиэтилена, МПа;

е - толщина стенки профиля трубы, м;

D_n - внутренний диаметр трубы, м;

D_нap - наружный диаметр трубы, м.

Средство, ограничивающее возможность перемещения сосуда в радиальном, и в осевом направлении.

Как было указано выше, сосуд может быть снабжен средством упора, ограничивающим возможность перемещения сосуда как в радиальном, так и в осевом направлении. Такое средство может быть выполнено за счет конфигурации, геометрической формы наружных поверхностей корпуса фильтра, например, за счет геометрической формы наружной поверхности боковой стенки сосуда. Так упор может быть образован посредствам увеличения диаметра сосуда (без изменения геометрии фильтровальной камеры) на необходимой высоте стенки, создания каких-либо выступов, кронштейнов, и т.п. Также, в качестве упора возможно использование нижней части корпуса фильтра.

Средство бокового упора может представлять собой кольцо 12, установленное по наружному диаметру сосуда, плоскостью перпендикулярно боковой стенки сосуда, (фиг.5). Крепление кольца к боковой стенке может быть усилено раскосами, и/или иными подобными усиливающими элементами.

Наружный диаметр D_O, м кольца 12 может быть определен исходя из его внутреннего диаметра (размера) D_x, м, т.е. посадочного отверстия, и соответствовать: D_O≥D_x+0,04.

Внутренний диаметр D_x, м, кольца 12, то есть диаметр его посадочного отверстия должен соответствовать условию: D_x≥1,05 × D_нap,

где D_нap - наружный диаметр сосуда.

Упор может быть задействован для размещения полезной модели, например, в сточном колодце (фиг.18).

Материалами для изготовления кольца, усилителей могут служить те же материалы, что и для изготовления других элементов корпуса фильтра. При использовании одинаковых материалов, например, какого-либо полимера для кольца и сосуда, последние могут быть соединены сваркой. Также, сваркой могут быть соединены детали, изготовленные из полимеров, допускающих соединение сваркой.

Монтажные проушины.

Для осуществления транспортировочных, монтажных, погрузочно-разгрузочных работ, такелажных работ в отношении полезной модели могут быть использованы ее наружные поверхности. Это поверхности боковой стенки сосуда, торцевые поверхности сосуда. Геометрическая форма и/или применяемые для изготовления материалы позволяют осуществлять указанные работы без дополнения корпуса фильтра какими-либо проушинами, и подобными средствами. Для указанных выше работ могут быть использованы различные троса, веревки, захваты и т.п. Дополнительно, при необходимости, для обеспечения возможности монтажных, погрузочно-разгрузочных работ, такелажных работ полезная модель может быть снабжена монтажными проушинами 13. Для обеспечения удобства и безопасности таких работ, предпочтительно, чтобы количество проушин было не менее 4.

Монтажные проушины могут быть закреплены на наружной боковой стенке сосуда и/или также иметь крепление к опорному кольцу (установленному на наружной боковой стенке сосуда).

Каждая монтажная проушина может быть, например, выполнена U-образной, П-образной, С-образной, другими подобными формами. Также, проушина может представлять собой пластину с выполненным в ней круглым отверстием. Для равномерного распределения веса груза монтажные проушины должны быть установлены на одинаковых центральных углах относительно друг друга.

Для обеспечения удобства и безопасности таких работ, предпочтительно, чтобы количество проушин было не менее 4. Материалами для изготовления проушин могут служить те же материалы, что и для изготовления других элементов корпуса фильтра.

При выполнении полезной модели из материала (материалов), в отношении которых может быть применена сварка, сваркой могут быть соединены: монтажные проушины и боковая стенка сосуда (наружная сторона); кольцо, установленное на боковую стенку сосуда, и указанная стенка; монтажные проушины и кольцо, установленное на боковую стенку сосуда. Прочность монтажных проушин, выполненных из полиэтилена, может быть рассчитана аналогично расчету выше.

Так, расчет может быть сделан исходя из предела текучести полиэтилена σ_т, МПа, и площади сечения профиля трубы S_т, м².

Прочность можно считать достаточной при соблюдении условия:

Р × С × 10^-6 < S_p × z ×σ_т,

где Р - вес корпуса и загрузки во влажном состоянии, Н.

С - коэффициент запаса прочности, принимаемый 1.25 согласно ГОСТ ИСО 12162-2006.

S_p - площадь сечения проушины, м²

z - количество проушин.

σ_т - предел текучести полиэтилена, МПа,

Конструкция крышки 3.

Крышка 3 закрывает сосуд сверху, ограничивает его внутреннюю полость (фильтровальную камеру) с торца.

Крышка установлена с возможностью многократных снятий, и с возможностью многократных установок.

Крышка может иметь наружные поверхности, участки, выполненные любой геометрической формой: круглой, овальной, квадратной, многоугольной, другими формами.

Для обеспечения возможности фиксации на сосуде крышка и/или сосуд может/могут быть снабжена (иметь) специально предназначенные для этого средства. Ими могут быть задвижки, замки, выступы/выемки, резьбовые фиксаторы, и т.п.

Крышка может быть выполнена плоской, либо иметь плоскость, поверхность, обеспечивающую возможность закрывания сосуда. Например, такой поверхностью может быть днище крышки, и, такая крышка имеет боковую стенку. В последнем случае, конструкция крышке аналогична конструкции сосуда. То есть боковая стенка крышки образована развертывающейся линейчатой поверхностью (цилиндрической или конической), окружность днища является направляющей для развертывающейся линейчатой поверхности.

Для использования с цилиндрическим сосудом (с сосудом, имеющим цилиндрическое отверстие под крышку), крышка выполнена с цилиндрическим участком (т.е. имеет цилиндрическую поверхность), обеспечивающим возможность ее вращения в ответном, предназначенном для размещения крышки, отверстии сосуда.

Для использования с цилиндрическим сосудом (с сосудом, имеющим коническое отверстие под крышку), с коническим сосудом крышка выполнена с коническим участком (т.е. имеет коническую поверхность), обеспечивающим возможность ее вращения в ответном, предназначенном для размещения крышки, отверстии сосуда. Сосуд и крышка могут иметь резьбовое соединение.

Такое соединение с сосудом возможно для плоской крышки, для крышки, имеющей цилиндрический, имеющей конический участок. Соответственно, сосуд должен иметь цилиндрическую поверхность, коническую поверхность. Цилиндрический участок крышки имеет резьбу и отверстие сосуда имеет резьбу. Также конический участок крышки имеет резьбу и отверстие сосуда имеет резьбу (коническая резьба, обеспечивает более герметичное соединение). Также возможна конструкция, при которой резьбовое соединение осуществлено посредствам резьбы на наружной цилиндрической поверхности сосуда и резьбы на внутренней цилиндрической поверхности крышки. Крышка может выполнять функции корзины-мусоросборника, то есть, представлять собой емкость. При этом указанная емкость образована перфорированным днищем крышки (является основанием цилиндра, усеченного конуса) и боковой стенкой крышки (является внутренней боковой поверхностью цилиндра, внутренней боковой поверхностью усеченного конуса).

Крышка 3 может быть выполнена цилиндрической, имеющей боковую стенку и днище с отверстиями (перфорированное). В центре крышки имеется отверстие для трубы 6. Соответственно, емкость корзины-мусоросборника образована поверхностями крышки 3 и наружной поверхностью трубы 6. Возможность многократных снятий, возможность многократных установок обеспечена по средствам резьбового соединения крышки и сосуда (цилиндрическая резьба).

Также как и для сосуда, для изготовления крышки могут быть использованы различные материалы, а также трубы из них. Например, спиральновитая труба (СВТ), выполненная из полиэтилена. Сведения о такой трубе приведены выше. Резьба может быть образована механической обработкой резанием, например, фрезерованием, токарной обработкой внутренней, наружной поверхностей СВТ-трубы, на глубину равную 1,5 × е,

где е - толщина профиля боковой стенки крышки, например, от 2 до 19 мм. Шаг резьбы равен шагу профиля трубы, и например, может быть выбран из ряда: 22; 25; 33; 41; 49; 55; 62; 63; 75; 85; 95; 110; 120; 130; 140; 150; 175; 185, мм.

Длина резьбы L, м, крышки может быть рассчитана как L = an₂,

где n₂ - количество витков резьбы, а - шаг толщины боковой стенки трубы (шаг профиля трубы), м, и например, может быть выбран из ряда: 22; 25; 33; 41; 49; 55; 62; 63; 75; 85; 95; 110; 120; 130; 140; 150; 175; 185, мм.

При этом оптимальное количество витков резьбы: 2 < n₂ < 5.

Общая высота цилиндрического участка крышки L_к, м, может быть рассчитана как: L_к ≥ L + а × 2, где L - длина резьбы крышки, м.

Резьба может быть выполнена как правой, так и левой. Резьба на внутренней поверхности верхней часть боковой стенки сосуда образована аналогично.

Рукоятки.

Крышка имеет отверстия входные для жидкости. Эти отверстия также можно использовать и для снятия/установки крышки.

Крышка может иметь рукоятки 14. При этом их наличие, конструкция, количество не является существенным. Возможны U-образные рукоятки, Г-образные, П-образные и любые другие.

Крышка может иметь две рукоятки, каждая из которых представляет собой пластину с отверстием, своей плоскостью, расположенной перпендикулярно плоскости крышки.

На круглой крышке, рукоятки могут быть расположены под одинаковыми центральными углами друг к другу.

Также, на круглой крышке, рукоятки (основание каждой рукоятки) могут быть расположены на равноудаленных от центра крышки хордах окружности крышки (на одинаковых по длине, параллельных друг другу хордах). Если диаметр делит хорду, не являющуюся диаметром, пополам, то этот диаметр перпендикулярен этой хорде. То есть каждая рукоятка расположена на хорде (соответствует длине хорды), которая перпендикулярна диаметру крышки, который делит хорду пополам. Предпочтительно, чтобы основание каждой рукоятки (длина пластины рукоятки) было длиной от 0,5 до 0,75 радиуса крышки. Таким образом, две рукоятки расположены параллельно друг другу. Материалами для изготовления рукояток могут служить те же материалы, что и для изготовления других элементов корпуса фильтра.

При использовании одинаковых материалов, например, какого-либо полимера для рукояток и крышки, последние могут быть соединены сваркой. Также сваркой могут быть соединены детали, изготовленные из разных полимеров, допускающих соединение сваркой.

Крышка и сосуд. Соединение байонет.

Крышка может быть установлена на сосуде по средствам байонетного соединения. Такое соединение является быстро выполняемым, осуществимо посредством осевого перемещения и поворота крышки относительно сосуда. В некоторых условиях эксплуатации байонетное соединение является предпочтительным. Например, в условиях вибрации (на объектах подверженных вибрации, на железнодорожном, автомобильном, морском транспорте).

Байонетное крепление (соединение) обеспечивает возможность точного положения (точной ориентации) крышки относительно сосуда. При этом байонет позволяет легко и быстро снимать, устанавливать, заменять крышку. Также, следствием использования байонетного соединения является меньший износ (уменьшение износа) сопрягаемых поверхностей при частых снятиях, установках, заменах крышки.

Все это изменяет (в некоторых случаях, повышает) технологичность, долговечность, эргономичность конструкции в целом.

В некоторых случаях, например, при использовании с полезной моделью некоторых фильтрующих материалов, веществ фильтрующей загрузки контроль за положением крышки (ориентацией крышки) относительно сосуда (относительно фильтровальной камеры) может потребовать дополнительного внимания.

Соответственно, в таких случаях байонетное соединение подойдет лучше резьбового, тем более что, доступ к визуальному контролю соединения, в большей мере, доступен сверху.

Также, точная ориентация крышки и сосуда позволяет в большей мере рационально использовать их конструктивные особенности в совокупности (в единой конструкции). Эти особенности, например, могут относится к конструкции рукояток, к конструкции отверстий в крышке, к конструкции монтажных проушин, и к другим элементам крышки и сосуда, конструкции которых могут потребовать необходимости точной взаимной ориентации. Конструкция показана на фиг.19-27:

фиг. 19 - общий вид, крышка приподнята, сосуд показан в разрезе;

фиг.20 - вид снизу;

фиг. 21 - сосуд с крышкой, вид сверху, разрез;

фиг.22 - крышка, вид спереди, разрез;

фиг.23 - сосуд, вид спереди, разрез;

фиг.24 - крышка, вид сбоку;

фиг.25 - сосуд, вид сбоку;

фиг.26 - вид спереди,

где d2 - диаметр выступа; Lк - высота боковой стенки крышки; Do - диаметр корпуса фильтра по опорному кольцу; Ds - наружный диаметр трубы-байпас; ds - диаметр каждого входного отверстия в трубу-байпас; n_s - количество входных отверстий трубы-байпас; h - высота (расстояние) от крышки до входа в трубу-байпас; Hp - рабочая высота (высота фильтровальной камеры); d - диаметр паза в месте фиксации выступа диаметром d2, при этом d = d2 × 1,1-1,25; 0,75-2,5d2 - глубина (длина) паза; d2 ± 5% - размер (ширина, высота) паза в месте входа выступа диаметром d2. Возможность изготовления паза размером менее диаметра d2 выступа допустима при условии применения материалов, поддающихся необходимой деформации, то есть обладающих упругостью (полимеры, пластики и т.п.). фиг.27 - общий вид, крышка приподнята, сосуд показан в разрезе. Байонет представляет собой крепежный узел высокой точности, имеющий выступы 15 (расположены на крышке 3), каждый из которых имеет возможность входа, выхода в, предназначенный для него, паз 16 на боковой стенке сосуда, на ее верхней части. То есть количество выступов соответствует количеству пазов.

Запирание байонета осуществляется поворотом крышки на небольшой угол (предпочтительно от 45° до 70°) в положение, при котором выступы 15 (лепестки, пины и т.п.) хвостовика переходного участка крышки фиксируются во фланце сосуда, заходя под его соответствующие выступы (в его соответствующие пазы, выемки, отверстия, прорези, и т.п.). Выступы на крышке могут быть подпружиненные.

Количество выступов 15 на крышке 3, предпочтительно два, соответственно, количество ответных выемок 16 (пазов) на боковой стенке сосуда, тоже два. Для создания средства, в котором могут быть образованы пазы, сосуд, боковая стенка сосуда может иметь, быть снабжена пластинами 17 (могут быть приварены), в каждой из которых сделан соответствующий паз (16), выемка, прорезь, отверстие. То есть в каждой пластине выполнен один паз для одного выступа, и соответственно, пластины с пазами являются частью боковой стенки сосуда.

Каждый выступ 15 на крышке 3 выполнен цилиндрическим, диаметром d2. Для каждой пары, выступ крышки - отверстие (выемка, прорезь), на боковой стенке сосуда, для исключения возможности самопроизвольного выскакивания выступа 15 крышки из ответного отверстия (выемки, прорези), последнее может быть выполнено расширяющимся от входа до места фиксации выступа крышки. Предпочтительно от размера d2 до размера d, при этом d = d2 × 1,1-1,25,

где d - диаметр паза в месте фиксации выступа диаметром d2,

глубина паза равна 0,75-2,5d2,

размер паза в месте входа выступа диаметром d2 равен d2 ± 5%. Также в качестве байонета может использоваться крупная многозаходная резьба с коротким ходом. Непосредственная совместимость байонетных соединений различных типов невозможна из-за различной формы и/или диаметра соединительных деталей. Установка крышек с одним типом байонета на сосуд другой системы возможна через адаптер или после замены фланца сосуда.

Функционирование полезной модели.

Расположение (размещение) корпуса фильтра в колодце показано на фиг.18. Корпус фильтра установлен на опорное кольцо. Рекомендуемое минимальное расстояние от нижнего края фильтра до дна (или полок лотка) колодца - 200 мм.

В зависимости от модели корпуса фильтра требования могут заключаться в необходимости погружения его в воду на определенную высоту. При необходимости, зазор между корпусом фильтра и стенкой колодца может быть устранен по средствам уплотняющих материалов, устройств. Жидкость (вода) самотеком, через отверстие колодца, поступает к верхней части корпуса фильтра. Через входные отверстия, расположенные в крышке, жидкость попадает в фильтровальную камеру, в которой размещены фильтрующий элемент/фильтрующая загрузка. Жидкость проходит через них, и, уже очищенной покидает фильтровальную камеру через выходные отверстия, расположенные в нижней части корпуса фильтра (через отверстия в днище и через отверстия в боковой стенке корпуса).

На верхней части корпуса фильтра, а именно, на крышке с отверстиями остаются не способные к проникновению через эти отверстия предметы, мусор, и т.п. Указанные предметы, мусор могут быть удалены с крышки без съема крышки. Также, крышка может быть демонтирована с корпуса фильтра, после этого, указанные предметы, мусор могут быть удалены. В случаях превышения ливнестока (резкого превышения) пропускной способности фильтровальной камеры с установленными в ней фильтрующими элементами/загрузкой может быть недостаточно, и, колодец может быть переполнен. Также пропускная способность может быть снижена вследствие засорения, фильтрующего элементов/загрузки.

Для обеспечения возможности увеличения пропускной способности корпус фильтра снабжен переливным каналом (байпас). Байпас начинает пропускать через себя воду при достижении водой его входного(-ных) отверстий. За счет технологичности соединения крышки и корпуса фильтра решена задача не трудоемкого доступа в фильтровальную камеру, например, для замены фильтрующих элементов/загрузки, и/или другого необходимого технического обслуживания.

Claims (94)

1. Корпус фильтра, характеризующийся тем, что он содержит сосуд с днищем и крышкой с отверстиями входными, которая закрывает сосуд с торца, выполнена круглой, своей плоскостью перпендикулярна оси сосуда, внутри корпуса фильтра выполнена фильтровальная камера, которая ограничена боковой стенкой сосуда, внутренняя поверхность которой образована развертывающейся линейчатой поверхностью, для которой окружность крышки является направляющей, внутренней поверхностью днища, которое своей плоскостью лежит в плоскости, пересекающей внутреннюю поверхность боковой стенки сосуда, внутренней поверхностью крышки, которая своей плоскостью лежит в плоскости, пересекающей внутреннюю поверхность боковой стенки сосуда, наружной поверхностью трубы, установленной в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры, вход в трубу выполнен на уровне, находящемся выше уровня входных отверстий крышки, в нижней части сосуда выполнены отверстия выходные, при этом сумма площадей выходных отверстий, выполненных в нижней части сосуда, больше суммы площадей входных отверстий крышки, крышка установлена на сосуде посредством соединения байонет.

2. Корпус фильтра по п. 1, характеризующийся тем, что днище выполнено круглым.

3. Корпус фильтра по любому из пп. 1, 2, характеризующийся тем, что днище выполнено из полимера.

4. Корпус фильтра по п. 3, характеризующийся тем, что полимером является полиэтилен.

5. Корпус фильтра по любому из пп. 1, 2, 3, характеризующийся тем, что фильтровальная камера выполнена в форме прямого кругового цилиндра, труба, установленная в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры, выполнена круглым сечением.

6. Корпус фильтра по п. 5, характеризующийся тем,

что диаметр D_n фильтровальной камеры Dn = √((10 × s × n)/π+D_S ^∧2),

где s - площадь каждого входного отверстия в крышке, м кв,

n - количество входных отверстий в крышке, шт.,

D_S - наружный диаметр трубы, установленной в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры,

π = 3,14,

D_S выбирают в диапазоне 0,1-0,5Dn.

7. Корпус фильтра по п. 5, характеризующийся тем, что значение соотношения площади Sn поперечного сечения фильтровальной камеры и суммарной площади Sвx входных отверстий в крышке определяется как: Sn > 2,5 × Sвx,

где Sвx = s × n;

s - площадь каждого входного отверстия в крышке, м кв;

n - количество входных отверстий в крышке, шт., рассчитывают как n = Sвx/s,

с округлением до целого числа в меньшую сторону.

8. Корпус фильтра по любому из пп. 1, 2, 3, 4, 5, характеризующийся тем, что крышка выполнена имеющей боковую стенку и днище с отверстиями.

9. Корпус фильтра по любому из пп. 5, 8, характеризующийся тем, что крышка выполнена цилиндрической, имеет форму прямого кругового цилиндра.

10. Корпус фильтра по любому из пп. 1, 5, 8, 9, характеризующийся тем, что крышка выполнена из полимера.

11. Корпус фильтра по любому из пп. 9, 10, характеризующийся тем, что боковая стенка крышки изготовлена из трубы спиральновитой с гладкими наружной и внутренней поверхностями, выполненной из полимера.

12. Корпус фильтра по любому из пп. 10, 11, характеризующийся тем, что полимером является полиэтилен.

13. Корпус фильтра по любому из пп. 11, 12, характеризующийся тем, что спиральновитая труба имеет полую стенку замкнутого профиля.

14. Корпус фильтра по любому из пп. 11, 12, 13, характеризующийся тем, что шаг профиля трубы может быть выбран из ряда: 22; 25; 33; 41; 49; 55; 62; 63; 75; 85; 95; 110; 120; 130; 140; 150; 175; 185, мм.

15. Корпус фильтра по любому из пп. 10, 11, 12, 13, 14, характеризующийся тем, что у крышки боковая стенка и днище с отверстиями соединены сваркой.

16. Корпус фильтра по любому из пп. 1, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, характеризующийся тем, что крышка имеет рукоятки, расположенные под одинаковыми центральными углами друг к другу.

17. Корпус фильтра по п. 16, характеризующийся тем, что крышка имеет две рукоятки, каждая из них представляет собой пластину с отверстием, своей плоскостью, расположенной перпендикулярно плоскости крышки, каждая рукоятка своим основанием расположена на хорде окружности крышки и соответствует длине хорды, хорды параллельны друг другу и равноудалены от центра крышки, основание каждой рукоятки имеет длину от 0,5 до 0,75 радиуса крышки.

18. Корпус фильтра по любому из пп. 16, 17, характеризующийся тем, что рукоятки выполнены из полимера.

19. Корпус фильтра по п. 18, характеризующийся тем, что полимером является полиэтилен.

20. Корпус фильтра по пп. 10 и 18 или 12 и 19, характеризующийся тем, что крышка и рукоятки соединены сваркой.

21. Корпус фильтра по п. 1, характеризующийся тем, что соединение байонет выполнено посредством выступов, расположенных на крышке, и предназначенных для них пазов, выполненных на боковой стенке сосуда.

22. Корпус фильтра по п. 21, характеризующийся тем, что выступы расположены под одинаковыми центральными углами друг к другу, пазы расположены под одинаковыми центральными углами друг к другу.

23. Корпус фильтра по любому из пп. 21, 22, характеризующийся тем, что количество выступов два, количество пазов два.

24. Корпус фильтра по любому из пп. 21, 22, 23, характеризующийся тем, что каждый выступ выполнен цилиндрическим, диаметром d2, каждый паз выполнен расширяющимся от входа до места фиксации выступа крышки, от размера d2 до размера d, при этом d=d2 × 1,1-1,25, глубина паза равна 0,75-2,5d2, размер паза в месте входа выступа диаметром d2 равен d2 ± 5%,

где d - диаметр паза в месте фиксации выступа диаметром d2.

25. Корпус фильтра по любому из пп. 21, 22, 23, характеризующийся тем, что боковая стенка сосуда выполнена с участками, каждый из которых выполнен в виде пластины,

пазы, предназначенные для выступов, выполнены в пластинах,

при этом в каждой пластине выполнен один паз для одного выступа.

26. Корпус фильтра по п. 25, характеризующийся тем, что участки боковой стенки, каждый из которых выполнен в виде пластины, выполнены из полимера.

27. Корпус фильтра по п. 26, характеризующийся тем, что полимером является полиэтилен.

28. Корпус фильтра по п. 1, характеризующийся тем, что для образования отверстий выходных в нижней части сосуда последняя выполнена перфорированной.

29. Корпус фильтра по любому из пп. 1, 28, характеризующийся тем, что в нижней части сосуда все отверстия, за исключением отверстия для трубы, выполнены одним диаметром.

30. Корпус фильтра по любому из пп. 1, 28, 29, характеризующийся тем, что сумма площадей выходных отверстий, выполненных в нижней части сосуда, по меньшей мере на 10% больше суммы площадей входных отверстий крышки.

31. Корпус фильтра по любому из пп. 1, 28, 29, 30, характеризующийся тем, что отверстия, выполненные в нижней части сосуда, расположены в днище и в нижней части боковой стенки сосуда,

при этом нижней частью боковой стенки сосуда является ее участок размером до 0,1Н, находящийся выше днища, где Н - общая высота фильтровальной камеры.

32. Корпус фильтра по п. 31, характеризующийся тем, что шаг отверстий, расположенных в нижней части боковой стенки сосуда, находится в диапазоне: 3 × d1 < n1 < 5 × d1, где d1 - диаметр каждого отверстия, n1 - шаг отверстий.

33. Корпус фильтра по п. 1, характеризующийся тем, что труба, установленная в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры имеет вход, образованный отверстиями, выполненными в ее боковой стенке.

34. Корпус фильтра по п. 33, характеризующийся тем, что сумма площадей отверстий, выполненных в боковой стенке трубы, не меньше площади нижнего отверстия трубы.

35. Корпус фильтра по любому из пп. 33, 34, характеризующийся тем, что количество отверстий, выполненных в боковой стенке трубы, составляет: n_s=D_Sв ²/d_s ², с округлением полученного до целого числа в большую сторону,

где D_Sв - внутренний диаметр трубы, м,

D_S - наружный диаметр трубы, м, при этом D_S=0,1-0,5Dn,

Dn - диаметр фильтровальной камеры,

d_S - диаметр каждого отверстия, выполненного в боковой стенке трубы, м,

d_S < D_Sв/2.

36. Корпус фильтра по любому из пп. 1, 33, 34, 35, характеризующийся тем, что труба, установленная в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры выполнена из полимера.

37. Корпус фильтра по п. 36, характеризующийся тем, что полимером является полиэтилен.

38. Корпус фильтра по пп. 36, 3 или 37, 4, характеризующийся тем, что труба, установленная в отверстии крышки и в отверстии днища сосуда, соосно фильтровальной камеры и днище соединены сваркой.

39. Корпус фильтра любому из пп. 5, 6, характеризующийся тем, что боковая стенка сосуда выполнена из трубы, изготовленной из полимера.

40. Корпус фильтра по п. 39, характеризующийся тем, что полимером является полиэтилен.

41. Корпус фильтра по любому из пп. 39, 40, характеризующийся тем, что боковая стенка сосуда выполнена из трубы спиральновитой с гладкими наружной и внутренней поверхностями.

42. Корпус фильтра по п. 41, характеризующийся тем, что спиральновитая труба имеет полую стенку замкнутого профиля.

43. Корпус фильтра по любому из пп. 41, 42, характеризующийся тем, что шаг профиля трубы может быть выбран из ряда: 22; 25; 33; 41; 49; 55; 62; 63; 75; 85; 95; 110; 120; 130; 140; 150; 175; 185, мм.

44. Корпус фильтра по пп. 39, 3 или 40, 4, характеризующийся тем, что боковая стенка сосуда и днище соединены сваркой.

45. Корпус фильтра по любому из пп. 41, 42, 43, характеризующийся тем, что прочность боковой стенки сосуда отвечает условию Р × С × 10^-6 < S_T × σ_т,

где Р - вес корпуса фильтра с загрузкой, во влажном состоянии, Н,

С - коэффициент запаса прочности, С = 1,25,

S_T=π × (D_n+D_нap) × e,

σ_т - предел текучести полиэтилена, МПа;

е - толщина стенки трубы, соответственно, толщина боковой стенки сосуда, м;

D_n - диаметр фильтровальной камеры, соответственно, и внутренний диаметр полиэтиленовой трубы, м;

D_нap - наружный диаметр полиэтиленовой трубы, м.

46. Корпус фильтра по п. 1, характеризующийся тем, что сосуд имеет средство упора, ограничивающее возможность перемещения сосуда в радиальном направлении и в осевом направлении.

47. Корпус фильтра по п. 46, характеризующийся тем, что средство упора представляет собой кольцо, расположенное на наружной стороне боковой стенки сосуда, плоскостью перпендикулярно боковой стенки сосуда.

48. Корпус фильтра по п. 47, характеризующийся тем, что

наружный диаметр D_O, м, кольца соответствует условию D_O≥D_x+0,04 м,

где D_x - внутренний диаметр кольца, м, то есть диаметр его посадочного отверстия,

внутренний диаметр D_x, м, кольца соответствует условию D_x≥1,05 × D_нap,

где D_нap - наружный диаметр сосуда.

49. Корпус фильтра по любому из пп. 46, 47, 48, характеризующийся тем, что средство упора выполнено из полимера.

50. Корпус фильтра по п. 49, характеризующийся тем, что полимером является полиэтилен.

51. Корпус фильтра по пп. 49, 39 или 50, 40, характеризующийся тем, что средство упора и стенка сосуда соединены сваркой.

52. Корпус фильтра по п. 1, характеризующийся тем, что сосуд имеет монтажные проушины.

53. Корпус фильтра по п. 52, характеризующийся тем, что каждая монтажная проушина представляет пластину с выполненным в ней круглым отверстием, монтажные проушины расположены на боковой стенке сосуда, под одинаковыми центральными углами друг к другу.

54. Корпус фильтра по любому пп. 52, 53, характеризующийся тем, что количество монтажных проушин четыре.

55. Корпус фильтра по любому пп. 52, 53, 54, характеризующийся тем, что монтажные проушины выполнены из полимера.

56. Корпус фильтра по п. 55, характеризующийся тем, что монтажные проушины выполнены из полиэтилена.

57. Корпус фильтра по пп. 55 и 3 или 56 и 4, характеризующийся тем, что монтажные проушины и сосуд соединены сваркой.

58. Корпус фильтра по п. 56, характеризующийся тем, что прочность монтажных проушин отвечает условию Р × С × 10^-6 < S_p × z × σ_т,

где Р - вес корпуса фильтра с загрузкой, во влажном состоянии, Н,

С - коэффициент запаса прочности, С=1,25,

S_p - площадь сечения проушины, м²,

z - количество проушин,

σ_т - предел текучести полиэтилена, МПа.

59. Корпус фильтра по пп. 26, 39 или 27, 40, характеризующийся тем, что участки боковой стенки, каждый из которых выполнен в виде пластины, и боковая стенка сосуда соединены сваркой.