Патент на изобретение №2349819

(54) УНИВЕРСАЛЬНЫЙ КЛАПАН РЕГУЛИРОВАНИЯ ПОТОКА ДЛЯ СИСТЕМ ВОДОПОДГОТОВКИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено для использования в разнообразных промышленных и бытовых системах водоподготовки. Универсальный клапан регулирования потока для системы водоподготовки содержит корпус (1) клапана с водовпускным патрубком (5), водовыпускным патрубком (6), выпуском (7) сточной воды и ограничивающим каналом для текучей среды, сообщающимся соответственно с внутренней зоной и внешней зоной фильтрующего элемента (18) системы водоподготовки. В корпусе клапана имеется сердечник клапана с подвижной клапанной тарелкой (3) и имеется неподвижная клапанная тарелка (2). Указанные тарелки соприкасаются своими торцевыми поверхностями с образованием герметичной зоны сопряжения. В подвижной клапанной тарелке (3) выполнены сквозное отверстие (15) и по меньшей мере две глухие выемки (13, 14). В неподвижной клапанной тарелке выполнены сквозные отверстия для сообщения с водовпускным патрубком (5), водовыпускным патрубком (6) и выпуском (7) сточной воды соответственно. Шток (4) клапана соединен с подвижной клапанной тарелкой (3) для обеспечения поворота этой тарелки относительно неподвижной клапанной тарелки (2). При повороте подвижной клапанной тарелки (3), осуществляемом для обеспечения регулирования потока, выполненные в этой подвижной тарелке сквозное отверстие (15) и глухие выемки (13, 14) совмещаются с соответствующими отверстиями неподвижной клапанной тарелки (2), образуя различные каналы для текучей среды. Подвижная клапанная тарелка (3) и неподвижная клапанная тарелка (2) установлены коаксиально для обеспечения возможности совмещения сквозного отверстия (15) и глухих выемок (13, 14) в подвижной клапанной тарелке со сквозными отверстиями неподвижной клапанной тарелки. Изобретение направлено на упрощение эксплуатации клапана и выполнение его компактным, а также на повышение качества очистки воды. 2 з.п. ф-лы, 30 ил.

Область техники

[0001] Изобретение относится к универсальному клапану регулирования потока для систем водоподготовки.

Уровень техники

[0002] Все существующие промышленные и бытовые системы водоподготовки основаны на коммутирующем действии универсальных клапанов регулирования потока, используемых в процессах умягчения, очистки, обратной промывки и регенерации сточной воды. В настоящее время типовыми клапанами в данной области техники являются клапаны моделей Fleck^® и Autotrol. Клапаны Fleck^®, выпускаемые американской компанией Pentair, Inc., содержат несколько слоев уплотнительных колец, расположенных с промежутком в корпусе клапана и разделенных пластмассовыми разделителями. Своей внешней стороной эти уплотнительные кольца прикреплены к корпусу клапана, а внутренней стороной – к заключенному в цилиндр поршню. Указанный поршень можно передвигать вверх-вниз и помещать его в разные положения с образованием различных каналов для текучей среды. Таким образом, эксплуатационные режимы этого многоходового клапана определяется заключенным в цилиндр поршнем, устанавливаемым в различные положения вдоль оси.

Что касается клапанов Autotrol, изготавливаемых американской компанией Autotrol, то они образованы несколькими клапанами, размещенными вдоль некоторой зоны в общем корпусе. Двигатель приводит в действие кулачковый ротор, снабженный несколькими, установленными под разными углами кулачками. По мере вращения ротора эти, установленные под разными углами, кулачки открываются для одних впускных отверстий, а для других закрываются, в результате чего образуются различные каналы для текучей среды, реализующие требуемые режимы клапана.

[0003] Известны и другие универсальные клапаны регулирования потока, например клапан, объединяющий несколько клапанов в едином корпусе. Однако в этом случае получается довольно сложная конструкция, которая трудна в изготовлении, имеет большие габариты и представляет значительные трудности при установке.

Другой тип клапанов регулирования потока предполагает взаимное соединение нескольких внешних клапанов, при котором управление потоком происходит за счет открытия и закрытия различных клапанов в разных положениях. Однако клапаны такого типа довольно трудно устанавливать; кроме того, они неудобны в эксплуатации.

Существует еще одна разновидность клапанов, имеющих герметичную полость, в которой установлен перемещаемый поршень. Регулирование и направление текучей среды обеспечивают путем помещения этого поршня в разные положения. Однако согласно данной конструкции потоки разных каналов быстро смешиваются друг с другом, что отрицательно сказывается на эффективности водообработки.

Сущность изобретения

[0004] Таким образом, цель данного изобретения заключается в создании универсального клапана регулирования потока, используемого при умягчении, очистке, обратной промывке и регенерации сточной воды в системах водоподготовки, который был бы простым, компактным и удобным в эксплуатации.

[0005] Указанная цель достигается посредством предложенного универсального клапана регулирования потока для систем водоподготовки, в котором использованы принципы сопряжения герметично уплотненных зон. Этот клапан имеет корпус с водовпускным патрубком, водовыпускным патрубком и выпуском сточной воды. Внутри корпуса клапана имеется сердечник, соединенный со штоком. Корпус клапана ограничивает канал для текучей среды, сообщающийся соответственно с внутренней зоной и внешней зоной фильтрующего элемента системы водоподготовки. Золотник клапана включает в себя подвижную клапанную тарелку, установленную с возможностью поворота относительно неподвижной клапанной тарелки, причем торцевые поверхности указанных тарелок примыкают друг к другу, образуя герметичную зону сопряжения. Подвижная клапанная тарелка соединена со штоком клапана. В неподвижной клапанной тарелке выполнены сквозные отверстия, сообщающиеся соответственно с водовпускным патрубком, водовыпускным патрубком и выпуском сточной воды. В подвижной тарелке выполнены сквозное отверстие и две глухие выемки. Путем поворота подвижной клапанной тарелки имеющиеся в ней сквозное отверстие и глухие выемки можно совмещать с соответствующими отверстиями в неподвижной клапанной тарелке, образуя таким образом различные каналы для текучей среды, что делает возможным регулирование потока. Выполненные в подвижной клапанной тарелке сквозное отверстие и глухие выемки можно совмещать со сквозными отверстиями неподвижной клапанной тарелки, поскольку подвижная клапанная тарелка и неподвижная клапанная тарелка установлены коаксиально.

[0006] Основополагающий принцип данного изобретения заключается в том, что отверстия распределены в плоскости по окружности, и при повороте подвижной клапанной тарелки одни отверстия отрываются, а другие закрываются.

[0007] В процессе эксплуатации подвижную клапанную тарелку можно поворачивать вручную или иным образом, например посредством двигателя, обеспечивая различные режимы умягчения, обратной промывки, регенерации, быстрой промывки и пр. путем совмещения разных сквозных отверстий и глухих выемок, выполненных в подвижной и неподвижной клапанных тарелках. Достоинствами изобретения являются удобство эксплуатации, компактная конструкция, простота изготовления, быстрый монтаж, широкий диапазон применений в различных промышленных и бытовых системах водоподготовки и более высокое качество очистки воды.

Также в данном изобретении предложен универсальный клапан регулирования потока для системы водоподготовки, содержащий:

корпус клапана, имеющий водовпускной патрубок, водовыпускной патрубок и выпуск сточной воды и ограничивающий канал для текучей среды, сообщающийся соответственно с внутренней зоной и внешней зоной фильтрующего элемента системы водоподготовки;

сердечник клапана, размещенный в корпусе клапана и включающий в себя подвижную клапанную тарелку, установленную с возможностью поворота относительно неподвижной клапанной тарелки, причем указанные тарелки соприкасаются своими торцевыми поверхностями с образованием герметичной зоны сопряжения, при этом в подвижной тарелке выполнены сквозное отверстие и по меньшей мере две глухие выемки, а в неподвижной клапанной тарелке выполнены сквозные отверстия, сообщающиеся соответственно с водовпускным патрубком, водовыпускным патрубком и выпуском сточной воды,

и шток клапана, соединенный с подвижной клапанной тарелкой для обеспечения поворота этой тарелки относительно неподвижной клапанной тарелки,

причем при повороте подвижной клапанной тарелки, осуществляемом для обеспечения регулирования потока, выполненные в этой подвижной тарелке сквозное отверстие и глухие выемки совмещаются с соответствующими отверстиями неподвижной клапанной тарелки, образуя различные каналы для текучей среды.

Краткое описание чертежей

[0008] Ниже изобретение описано более подробно на примере нескольких вариантов его осуществления, приведенных со ссылкой на приложенные чертежи.

[0009] Фиг.1-14 иллюстрируют первый вариант изобретения, при этом:

[0010] фиг.1 сверху изображает корпуса клапана;

[0011] фиг.2 сверху изображает неподвижную клапанную тарелку;

[0012] фиг.3 сверху изображает подвижную клапанную тарелку;

[0013] фиг.4 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме умягчения и очистки;

[0014] фиг.5 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую неподвижную и подвижную клапанные тарелки в выровненном положении в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.4;

[0015] фиг.6 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме обратной промывки;

[0016] фиг.7 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую неподвижную и подвижную клапанные тарелки в выровненном положении в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.6;

[0017] фиг.8 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме регенерации;

[0018] фиг.9 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую неподвижную и подвижную клапанные тарелки в выровненном положении в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.8;

[0019] фиг.10 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме пополнения рассольного резервуара;

[0020] фиг.11 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую неподвижную и подвижную клапанные тарелки в выровненном положении в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.10;

[0021] фиг.12 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме быстрой промывки;

[0022] фиг.13 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую неподвижную и подвижную клапанные тарелки в выровненном положении в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.12;

[0023] фиг.14 изображает другую структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме очистки.

[0024] Фиг.15-26 иллюстрируют второй вариант изобретения, при этом:

[0025] фиг.15 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме умягчения и очистки;

[0026] фиг.16 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую относительные положения неподвижной и подвижной клапанных тарелок в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.15;

[0027] фиг.17 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме обратной промывки;

[0028] фиг.18 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую относительные положения неподвижной и подвижной клапанных тарелок в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.17;

[0029] фиг.19 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме генерации;

[0030] фиг.20 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую относительные положения неподвижной и подвижной клапанных тарелок в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.19;

[0031] фиг.21 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме быстрой промывки;

[0032] фиг.22 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую относительные положения неподвижной и подвижной клапанных тарелок в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.21;

[0033] фиг.23 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме умягчения (и пополнения рассольного резервуара);

[0034] фиг.24 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую относительные положения неподвижной и подвижной клапанных тарелок в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.23;

[0035] фиг.25 изображает структурную схему подвижной клапанной тарелки;

[0036] фиг.26 изображает структурную схему неподвижной клапанной тарелки.

[0037] Фиг.27-30 иллюстрируют третий вариант изобретения, при этом:

[0038] фиг.27 изображает структурную схему подвижной клапанной тарелки;

[0039] фиг.28 изображает структурную схему неподвижной клапанной тарелки;

[0040] фиг.29 изображает структурную схему регулирующего клапана, функционирующего в режиме регенерации;

[0040] фиг.30 изображает диаграмму состояний, иллюстрирующую относительные положения неподвижной и подвижной клапанных тарелок в режиме функционирования, проиллюстрированном на фиг.29.

Подробное описание изобретения

Первый вариант

[0042] На фиг.1-3 показан регулирующий клапан, соответствующий первому варианту изобретения. Этот клапан имеет водовпускной патрубок 5, водовыпускной патрубок 6 и выпуск 7 сточной воды, установленные в корпусе 1 клапана, сообщающемся по каналу для текучей среды отдельно с внутренней и отдельно с внешней зонами фильтрующего элемента 18 системы водоподготовки. В канале для текучей среды, проходящем от водовпускного патрубка 5 к фильтрующему элементу 18, предусмотрен отводной канал 16. Внутри отводного канала 16 установлено эжекторное сопло 17.

Возле эжекторного сопла 17 в корпусе 1 клапана предусмотрен впускной патрубок 20 для рассола, сообщающийся с рассольным резервуаром 21 системы водоподготовки.

Сердечник в корпусе 1 клапана включает в себя подвижную клапанную тарелку 3, установленную с возможностью поворота относительно неподвижной клапанной тарелки 2. Тарелки 2, 3 соприкасаются своими торцевыми поверхностями, образуя герметичную зону сопряжения. Подвижная клапанная тарелка 3 соединена со штоком 4 клапана. В центре торцевой поверхности неподвижной клапанной тарелки 2 выполнено сквозное отверстие 8, сообщающееся с выпуском 7 сточной воды, причем вокруг этого сквозного отверстия имеется шесть сквозных отверстий, в том числе сквозное отверстие 9, сообщающееся с внешней зоной фильтрующего элемента 18, сквозные отверстия 10, 12, сообщающиеся с внутренней зоной фильтрующего элемента 18, сквозное отверстие 11, сообщающееся с водовыпускным патрубком 6, и сквозные отверстия 24, 25, сообщающиеся соответственно с впускным и выпускным патрубками эжекторного сопла 17.

В торцевой поверхности подвижной клапанной тарелки 3 выполнена радиальная глухая выемка 13, проходящая от центра тарелки 3 к ее краю, и глухая выемка 14, проходящая в виде дуги окружности вокруг центра тарелки 3.

Кроме того, в подвижной клапанной тарелке 3 выполнено сквозное отверстие 15, постоянно сообщающееся с водовпускным патрубком 5.

Отверстия и глухие выемки, выполненные в подвижной клапанной тарелке 3 и неподвижной клапанной тарелке 2, можно совмещать. Подвижная клапанная тарелка 3 и неподвижная клапанная тарелка 2 могут быть изготовлены из керамики или другого материала. Если твердость этого материала является недостаточной, то для упрочнения тарелки можно использовать разделительный стержень (не показан), установленный в отверстия несколько увеличенного размера, например в сквозные отверстия 9 и 10. Сквозные отверстия 10 и 12 можно объединить в одно отверстие, но технически это реализовать труднее.

[0043] В процессе эксплуатации клапана корпус 1 закреплен на водоподготовительном резервуаре 19, а фильтрующий элемент 18 установлен внутри этого резервуара 19 (либо вместо фильтрующего элемента 18 в резервуар можно поместить непосредственно фильтрующее вещество). Поток между корпусом 1 клапана и фильтрующим элементом 18 обычно проходит через распределитель 22, помещенный в водоподготовительный резервуар 19.

При очистке, как правило, используют фильтрующий элемент 18, изготовленный из активированного угля или материала для выщелачивания песка, а при умягчении в качестве такого элемента можно использовать элемент, выполненный из полимерного материала.

Работой системы можно управлять как вручную, так и автоматически. В большинстве промышленных систем водоподготовки шток 4 клапана приводится в действие от двигателей, а коммутация с одного режима на другой осуществляется путем изменения схемы совмещения отверстий подвижной клапанной тарелки 3 с отверстиями неподвижной клапанной тарелки 2.

[0044] Далее на примере всех рабочих режимов системы водоподготовки описан вариант изобретения, в котором используется полимерный фильтрующий элемент 18. Для регенерации этого полимерного материала к нему необходимо подводить рассол или иное регенерирующее вещество. В состав системы водоподготовки можно включить рассольный резервуар 21, сообщающийся через водовпускной клапан 23 с впускным патрубком 20 для рассола, имеющимся в корпусе 1 клапана.

[0045] В режиме умягчения, проиллюстрированном со ссылкой на фиг.4 и 5, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают с отверстием 9 в неподвижной клапанной тарелке 2, при этом глухая выемка 14 перекрывает сквозные отверстия 10 и 11. Водяной поток, входящий через водовпускной патрубок 5, проходит через сквозное отверстие 15 в сквозное отверстие 9 и далее поступает в водоподготовительный резервуар 19. После фильтрации фильтрующим элементом 18 этот поток протекает через распределитель 22, сквозное отверстие 10, глухую выемку 14 и сквозное отверстие 11, после чего вытекает из водовыпускного патрубка 6. Во время этого режима, когда водяной поток проходит от водовпускного патрубка 5 по каналу, идущему снаружи от фильтрующего элемента 18, глухая выемка 13 перекрывает сквозные отверстия 8 и 25, вследствие чего в отводном канале 16 не образуется канал для текучей среды и поток блокируется.

[0046] В режиме обратной промывки, проиллюстрированном на фиг.6 и 7, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 10 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом глухая выемка 13 перекрывает сквозные отверстия 8 и 9, имеющиеся в неподвижной клапанной тарелке 2. Водяной поток проходит через сквозные отверстия 15 и 10, поступает в распределитель 22, достигает внутренней зоны фильтрующего элемента 18, смывает осадок, накопленный в фильтрующем элементе, и, превращаясь в сточную воду, проходит по глухой выемке 13 в сквозное отверстие 8 и выводится через выпуск 7 сточной воды.

[0047] В режиме регенерации с использованием притока рассола, проиллюстрированном на фиг.8 и 9, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 24 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом глухая выемка 14 перекрывает сквозные отверстия 25 и 9, которые в результате этого становятся сообщающимися. Водяной поток, втекающий через водовпускной патрубок 5, проходит через сквозное отверстие 15, поступает в сквозное отверстие 24 и выбрасывается струей через эжекторное сопло 17, расположенное на конце отводного канала 16. В этом режиме водяной поток создает отрицательное давление в выпускном патрубке эжекторного сопла 17, а значит – во впускном патрубке 20 для рассола, выполненном в корпусе 1 клапана. В результате этого находящийся в рассольном резервуаре 21 рассол начинает течь через водовпускной клапан 23 в указанный впускной патрубок 20 для рассола. Смешанный поток, состоящий из рассола и воды, проходит из сквозного отверстия 25 по глухой выемке 14 в сквозное отверстие 9 и далее поступает в водоподготовительный резервуар 19. После этого поток регенерирует фильтрующий элемент 18, проходит через распределитель 22 в сквозное отверстие 10, поступает по глухой выемке 13 в сквозное отверстие 8 и вытекает через выпуск 7 сточной воды. Когда уровень воды в рассольном резервуаре 21 падает до заданной отметки, водовпускной клапан 23 автоматически закрывается.

[0048] После завершения забора рассола в рассольный резервуар 21 надо долить воды, чтобы восполнить израсходованный рассол. Как следует из фиг.10 и 11, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 25 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом глухая выемка 13 перекрывает сквозные отверстия 8 и 24, которые в результате этого становятся сообщающимися. Водяной поток проходит через сквозное отверстие 15 в сквозное отверстие 25 и отводной канал 16 и достигает выпускного патрубка эжекторного сопла 17. Учитывая, что выпускной патрубок эжекторного сопла 17 имеет меньшее сечение, большая часть потока поступает в рассольный резервуар 21 через впускной патрубок 20 для рассола. После накопления достаточного количества воды в резервуар 21 можно добавить соли, чтобы получить рассол, необходимый для режима регенерации. Весь рассмотренный процесс реализуется довольно легко. Небольшая часть воды течет обратно через эжекторное сопло 17 и сквозное отверстие 24, втекает по глухой выемке 13 в сквозное отверстие 8 и выходит через выпуск 7 сточной воды.

[0049] В режиме быстрой промывки, проиллюстрированном на фиг.12 и 13, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 9 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом глухая выемка 13 перекрывает сквозные отверстия 8 и 12, имеющиеся в неподвижной клапанной тарелке 2. Водяной поток проходит через сквозные отверстия 15 и 9 и поступает в фильтрующий элемент 18, вымывая из него остаток рассола. Этот остаток рассола протекает через распределитель 22, сквозное отверстие 12, глухую выемку 13, сквозное отверстие 8 и выходит из выпуска 7 сточной воды.

[0050] В режиме очистки используют фильтрующий элемент 18, выполненный из активированного угля или представляющий собой материал для выщелачивания песка, непосредственно помещенный в водоподготовительный резервуар 19, причем в этом случае регенерация не нужна. Как показано на фиг.14, впускной патрубок 20 для рассола может быть заблокирован. Сходные рабочие операции используются в режимах очистки, обратной промывки и быстрой промывки. В ходе производственного процесса можно обойтись без отводного канала 16, эжекторного сопла 17 и впускного патрубка 20 для рассола, а также без сквозных отверстий 24 и 25, что позволяет получить более простую конструкцию клапана.

Второй вариант

[0051] Фиг.25 и 26 соответственно изображают подвижную клапанную тарелку и неподвижную клапанную тарелку согласно второму варианту изобретения.

[0052] В режиме умягчения, проиллюстрированном на фиг.15 и 16, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 9 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом нижняя глухая выемка 14 неподвижной тарелки 3 перекрывает сквозные отверстия 10 и 11, которые в результате становятся сообщающимися. Верхняя глухая выемка 13 подвижной клапанной тарелки 3 сообщается только со сквозным отверстием 8, выполненным в неподвижной тарелке 2, так что сквозного канала для текучей среды не образуется. В этом режиме водяной поток поступает в сквозное отверстие 9 неподвижной клапанной тарелки 2 через сквозное отверстие 15, имеющееся в подвижной клапанной тарелке 3. Поскольку сквозное отверстие 9 выходит в верхнюю часть водоподготовительного резервуара 19, вода втекает в эту верхнюю часть и далее течет вниз через полимерный слой, где она становится умягченной водой. Затем эта умягченная вода возвращается через нижний распределитель в центральный канал водоподготовительного резервуара 19 и течет вверх к сквозному отверстию 10 в неподвижной клапанной тарелке 2. Учитывая, что сквозные отверстия 10 и 11 сообщаются через глухую выемку 14, имеющуюся в подвижной клапанной тарелке 3, умягченная вода втекает в сквозное отверстие 11 через сквозное отверстие 10. Поскольку сквозное отверстие 11 выходит к водовыпускному патрубку 6, умягченная вода выпускается через этот патрубок 6.

[0053] В режиме обратной промывки, проиллюстрированном на фиг.17 и 18, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 10 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом нижняя глухая выемка 13 подвижной клапанной тарелки 3 перекрывает сквозные отверстия 9 и 8, которые в результате этого становятся сообщающимися. Верхняя глухая выемка 14 подвижной клапанной тарелки 3 сообщается только со сквозным отверстием 12 в неподвижной тарелке 2, так что сквозного канала для текучей среды не образуется. В этом режиме водяной поток поступает в сквозное отверстие 10 неподвижной клапанной тарелки 2 через сквозное отверстие 15, имеющееся в подвижной клапанной тарелке 3. Поскольку сквозное отверстие 10 выходит в центральный канал водоподготовительного резервуара 19, водяной поток втекает в этот центральный канал и далее течет вниз через нижний распределитель в указанный резервуар 19. Затем водяной поток возвращается вверх через полимерный слой и доходит до сквозного отверстия 9 в неподвижной клапанной тарелке 2. Учитывая, что сквозные отверстия 9 и 8 сообщаются через глухую выемку 13, имеющуюся в подвижной клапанной тарелке 3, водяной поток поступает в сквозное отверстие 8 через сквозное отверстие 9. Поскольку сквозное отверстие 8 выходит к выпуску 7 сточной воды, сточная вода по окончании обратной промывки вытекает через этот выпуск 7.

[0054] В режиме регенерации, проиллюстрированном на фиг.19 и 20, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 11 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом нижняя глухая выемка 13 подвижной клапанной тарелки 3 перекрывает сквозные отверстия 10 и 8, которые в результате становятся сообщающимися. Верхняя глухая выемка 14 подвижной клапанной тарелки 3 сообщается только со сквозным отверстием 9, выполненным в неподвижной тарелке 2, так что сквозного канала для текучей среды не образуется. В этом режиме водяной поток поступает в сквозное отверстие 11 неподвижной клапанной тарелки 2 через сквозное отверстие 15, имеющееся в подвижной клапанной тарелке 3. Поскольку сквозное отверстие 11 выходит к водовыпускному патрубку 6, часть воды вытекает непосредственно через этот патрубок 6, тогда как другая часть выбрасывается струей из эжекторного сопла 17. Во время выбрасывания поток создает отрицательное давление в выпускном патрубке эжекторного сопла, а значит – во впускном патрубке 20 для рассола, выполненном в корпусе 1 клапана, в результате чего происходит открытие водовпускного клапана 23 в рассольном резервуаре 21. Рассол, находящийся в резервуаре 21, отбирается через водовпускной клапан 23 во впускной патрубок 20 для рассола. Смешанный поток, состоящий из рассола и воды, втекает в верхнюю часть водоподготовительного резервуара 19, далее течет вниз через полимерный слой и достигает нижнего распределителя. После этого поток направляется вверх через центральный канал и втекает в сквозные отверстия 10 и 8 неподвижной клапанной тарелки 2. Учитывая, что эти отверстия 10 и 8 сообщаются через глухую выемку 13 в подвижной клапанной тарелке 3, водяной поток поступает через сквозное отверстие 10 в сквозное отверстие 8. Поскольку отверстие 8 выходит к выпуску 7 сточной воды, сточная вода по окончании забора рассола вытекает через этот патрубок.

[0055] В режиме быстрой промывки, проиллюстрированном на фиг.21 и 22, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 9 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом нижняя глухая выемка 14 подвижной клапанной тарелки 3 сообщается только со сквозным отверстием 10, так что сквозного канала для текучей среды не образуется. Верхняя глухая выемка 13 подвижной клапанной тарелки 3 перекрывает сквозные отверстия 12 и 8, которые в результате становятся сообщающимися. На этой стадии водяной поток поступает в сквозное отверстие 9 неподвижной клапанной тарелки 2 через сквозное отверстие 15, имеющееся в подвижной клапанной тарелке 3. Поскольку сквозное отверстие 9 выходит в верхнюю часть водоподготовительного резервуара 19, водяной поток поступает в эту верхнюю часть и далее течет вниз через полимерный слой, где он вымывает рассол, регенерированный помещенным в него указанным полимерным слоем. Далее поток возвращается через нижний распределитель в центральный канал и идет вверх к сквозным отверстиям 10 и 12, выполненным в неподвижной клапанной тарелке 2. Учитывая, что сквозные отверстия 12 и 8 сообщаются через глухую выемку 14 в подвижной клапанной тарелке 3, водяной поток поступает через сквозные отверстия 10 и 12 в сквозное отверстие 8. Поскольку сквозное отверстие 8 выходит к выпуску 7 сточной воды, сточная вода по окончании быстрой промывки вытекает через этот выпуск.

[0056] В случае доливки воды в рассольный резервуар 21, проиллюстрированном на фиг.23 и 24, выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 9 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом нижняя глухая выемка 14 подвижной клапанной тарелки 3 перекрывает сквозные отверстия 10 и 11, которые в результате становятся сообщающимися. Верхняя глухая выемка 13 подвижной клапанной тарелки 3 сообщается только со сквозным отверстием 9, выполненным в неподвижной тарелке 2, так что сквозного канала для текучей среды не образуется. При таком исполнении водяной поток поступает в сквозное отверстие 9 неподвижной клапанной тарелки 2 через сквозное отверстие 15, имеющееся в подвижной клапанной тарелке 3. Поскольку сквозное отверстие 9 выходит в верхнюю часть водоподготовительного резервуара 19, водяной поток втекает в эту верхнюю часть и далее течет вниз через полимерный слой, где вода превращается в умягченную воду. Далее эта умягченная вода возвращается через нижний распределитель в центральный канал водоподготовительного резервуара 19 и течет вверх к сквозному отверстию 10 неподвижной клапанной тарелки 2. Учитывая, что сквозные отверстия 10 и 11 сообщаются через глухую выемку 14, умягченная вода поступает через сквозное отверстие 10 в сквозное отверстие 11. Поскольку сквозное отверстие 11 выходит к водовыпускному патрубку 6, умягченная вода вытекает через этот патрубок 6. Часть водяного потока проходит через трубку эжекторного сопла 17 и клапан забора рассола в рассольный резервуар 21. Когда этот резервуар заполнится водой, происходит автоматическое закрытие водовпускного клапана 23, установленного в рассольном резервуаре 21, вследствие чего поступление водяного потока прекращается.

Третий вариант

[0057] Третий вариант осуществления изобретения проиллюстрирован на фиг.27-30.

[0058] Фиг.27 и 28 изображают соответственно подвижную клапанную тарелку и неподвижную клапанную тарелку согласно третьему варианту изобретения.

[0059] Структурные схемы и принципы действия третьего варианта изобретения в отношении процессов умягчения, обратной промывки, забора рассола и быстрой промывки по существу аналогичны тем, что были рассмотрены в отношении первого варианта.

[0060] Фиг.29 и 30 изображают структурную схему и диаграмму состояний клапана, а также относительные положения неподвижной и подвижной клапанных тарелок применительно к режиму регенерации. Выполненное в подвижной клапанной тарелке 3 сквозное отверстие 15 совмещают со сквозным отверстием 11 неподвижной клапанной тарелки 2, при этом глухая выемка 13 перекрывает и соединяет друг с другом сквозные отверстия 9 и 8, имеющиеся в неподвижной тарелке 2, а глухая выемка 14 перекрывает и соединяет друг с другом сквозные отверстия 12 и 25, выполненные в той же тарелке 2. Водяной поток от водовпускного патрубка 5 проходит через сквозное отверстие 15 в сквозное отверстие 11 и выбрасывается струей из эжекторного сопла 17 на конце отводного канала 16. Во время выбрасывания водяной поток создает отрицательное давление в выпускном патрубке эжекторного сопла, а значит – во впускном патрубке 20 для рассола, выполненном в корпусе 1 клапана. Находящийся в рассольном резервуаре 21 рассол отбирается через водовпускной клапан 23 в указанный патрубок 20. Смешанный поток, состоящий из рассола и воды, проходит из сквозного отверстия 25 по глухой выемке 14 и сквозному отверстию 12 к распределителю 22 и далее поступает в нижнюю часть фильтрующего элемента 18, после чего проходит через полимерный слой, где происходит регенерация рассола. Затем поток проходит через сквозное отверстие 9, поступает по глухой выемке 13 в сквозное отверстие 8 и вытекает через патрубок 7 для выпуска сточной воды. Когда уровень воды в рассольном резервуаре 21 упадет до заданной отметки, происходит автоматическое закрытие водовпускного клапана 23.

[0061] Помимо способа регенерации, описанного в отношении первого варианта изобретения, третий вариант изобретения позволяет реализовать еще один способ регенерации. Здесь направление регенерированного потока противоположно направлению водосбора. К преимуществам этого способа следует отнести низкое потребление рассола и регенерированной воды, а также высокий удельный коэффициент регенерации полимера.

Промышленная применимость

[0062] Данное изобретение позволяет осуществлять контролируемые циклы умягчения, очистки, обратной промывки и регенерации сточной воды путем изменения схемы совмещения сквозных отверстий в подвижной и неподвижной клапанных тарелках. Вследствие описанной выше конструкции заявленное устройство является простым в эксплуатации и компактным. Кроме того, оно повышает качество очистки воды, и его можно использовать в самых разнообразных промышленных и бытовых системах водоподготовки.

Также следует отметить, что по всему тексту заявки, если контекст не требует иного толкования, глагол «содержать», равно как и такие его формы, как «содержит» или «содержащий», необходимо понимать как добавление некоего цельного элемента или совокупности цельных элементов, но не как исключение какого то другого цельного элемента или совокупности цельных элементов.

Формула изобретения

1. Универсальный клапан регулирования потока для системы водоподготовки, содержащий корпус (1) клапана, имеющий водовпускной патрубок (5), водовыпускной патрубок (6) и выпуск (7) сточной воды и ограничивающий канал для текучей среды, сообщающийся соответственно с внутренней зоной и внешней зоной фильтрующего элемента (18) системы водоподготовки; сердечник клапана, размещенный в корпусе клапана и включающий в себя подвижную клапанную тарелку (3), установленную с возможностью поворота относительно неподвижной клапанной тарелки (2), причем указанные тарелки соприкасаются своими торцевыми поверхностями с образованием герметичной зоны сопряжения, при этом в подвижной клапанной тарелке (3) выполнены сквозное отверстие (15) и, по меньшей мере, две глухие выемки (13, 14), а в неподвижной клапанной тарелке выполнены сквозные отверстия, сообщающиеся соответственно с водовпускным патрубком (5), водовыпускным патрубком (6) и выпуском (7) сточной воды, и шток (4) клапана, соединенный с подвижной клапанной тарелкой (3) для обеспечения поворота этой тарелки относительно неподвижной клапанной тарелки (2), причем при повороте подвижной клапанной тарелки (3), осуществляемом для обеспечения регулирования потока, выполненные в этой подвижной тарелке сквозное отверстие (15) и глухие выемки (13, 14) совмещаются с соответствующими отверстиями неподвижной клапанной тарелки (2), образуя различные каналы для текучей среды, при этом подвижная клапанная тарелка (3) и неподвижная клапанная тарелка (2) установлены коаксиально, что обеспечивает возможность совмещения выполненных в подвижной клапанной тарелке сквозного отверстия (15) и глухих выемок (13, 14) со сквозными отверстиями неподвижной клапанной тарелки.

2. Клапан по п.1, в котором в канале для текучей среды, проходящем в корпусе (1) клапана от водовпускного патрубка (5) к фильтрующему элементу (18), образован отводной канал (16); в отводном канале (16) установлено эжекторное сопло (17); у выпускного патрубка эжекторного сопла (17) предусмотрен впускной патрубок (20) для рассола, сообщающийся с рассольным резервуаром (21) системы водоподготовки, при этом по центру торцевой поверхности неподвижной клапанной тарелки (2) выполнено сквозное отверстие (8), сообщающееся с выпуском (7) сточной воды корпуса клапана, а вокруг центра этой торцевой поверхности имеется шесть сквозных отверстий (9, 10, 11, 12, 24, 25), из которых одно сквозное отверстие (9) ведет к внешней зоне фильтрующего элемента (18), два сквозных отверстия (10, 12) ведут к внутренней зоне фильтрующего элемента (18), еще одно сквозное отверстие (11) ведет к водовыпускному патрубку (6), а два остальных сквозных отверстия (24, 25) ведут соответственно к впускному патрубку и выпускному патрубку эжекторного сопла (17), причем глухие выемки (13, 14) и сквозное отверстие (15), имеющиеся в подвижной клапанной тарелке (3), выполнены в ее торцевой поверхности, при этом одна глухая выемка (13) радиально проходит от центра тарелки (3) к ее краю, другая глухая выемка (14) имеет дуговую форму и проходит по части тарелки (3) вокруг ее центра, а сквозное отверстие (15) смещено от центра тарелки (3) к ее краю и постоянно сообщается с водовпускным патрубком (5).

3. Клапан по п.1, в котором в канале для текучей среды, проходящем в корпусе (1) клапана от водовпускного патрубка (5) к фильтрующему элементу (18), образован отводной канал (16), постоянно сообщающийся с водовпускным патрубком (5); в отводном канале (16) установлено эжекторное сопло (17); у выпускного патрубка эжекторного сопла (17) предусмотрен впускной патрубок (20) для рассола, сообщающийся с рассольным резервуаром (21) системы водоподготовки, при этом по центру торцевой поверхности неподвижной клапанной тарелки (2) выполнено сквозное отверстие (8), сообщающееся с выпуском (7) сточной воды в корпусе (1) клапана, а вокруг центра этой торцевой поверхности имеется четыре сквозных отверстия (9, 10, 11, 12), из которых одно сквозное отверстие (9) ведет к внешней зоне фильтрующего элемента (18), два сквозных отверстия (10, 12) ведут к внутренней зоне фильтрующего элемента (18) и еще одно сквозное отверстие (11) ведет к водовыпускному патрубку (6), причем глухие выемки (13, 14) и сквозное отверстие (15), имеющиеся в подвижной клапанной тарелке (3), выполнены в ее торцевой поверхности, при этом одна глухая выемка (13) радиально проходит от центра тарелки (3) к ее краю, другая глухая выемка (14) имеет дуговую форму и проходит по части тарелки (3) вокруг ее центра, а сквозное отверстие (15) смещено от центра тарелки (3) к ее краю и постоянно сообщается с водовпускным патрубком (5).

Приоритет по пунктам:

21.08.2004 по пп.1-2;

17.07.2004 по п.3.

РИСУНКИ