Системы, в которых осуществляется принудительное циклическое или однонаправленное движение жидкости (системы отопления, водоподачи, оросительные системы и т.д.), являются многокомпонентными, то есть – состоящими из множества элементов различного назначения. Кроме труб, муфт, насосов, котлов, теплообменников и прочих конструкционных составляющих в таких системах, как правило, имеются и так называемые «грязевики» (грязевые фильтры) – простые, недорогие и неприхотливые в эксплуатации агрегаты, которые при всей своей простоте выполняют крайне важные функции. Установка грязевика в любую из упомянутых систем значительно упрощает и удешевляет техническое обслуживание, продлевает срок безаварийной работы всей системы.

Функции грязевиков

При эксплуатации отопительных, водоподающих и прочих подобных линий одной из наиболее актуальных проблем является засорение различных участков нерастворимыми примесями органического и неорганического происхождения – проще говоря, грязью. В открытых системах, у которых водозабор осуществляется из внешнего источника, в качестве загрязнителей чаще всего выступает песок, частицы глины, ила и т.п. В замкнутых системах загрязнения также имеют место чешуйки ржавчины, окалины, отделившиеся фрагменты накипи, минеральный осадок. У всех них имеется одно общее свойство: в большинстве своём эти частицы тяжелее воды или теплоносителя, циркулирующего в системе.

Участок трубы с ярко выраженным заиливанием
Участок трубы с ярко выраженным заиливанием
Скапливаясь в тех местах, где ток жидкости замедляется или меняет направление движения, грязь со временем существенно снижает эксплуатационные качества системы – проходимость, теплоотдачу и др; в некоторых случаях серьёзные засоры могут привести и к выходу системы из строя. Возникает необходимость механической или химической очистки (промывки) засорённых элементов. Дабы уменьшить концентрацию частиц грязи в жидкости, снизить скорость образования засоров и тем самым уменьшить частоту сложных и дорогостоящих процедур по очистке или ремонту, применяются различные фильтры. В частности – т.н. фильтры грубой очистки, к которым и относятся грязевики. Иногда называют грязесборниками, а также осветлителями: при эффективно функционирующем грязевике на выходе из него перекачиваемая жидкость даже визуально значительно чище, светлее, чем на входе.

Принцип работы и конструкция

Грязевики могут в определённой мере различаться конструкционно, но в работе используют три базовых принципа:

  • инерционно-гравитационный;
  • механический;
  • магнитный.

Эти принципы могут использоваться как по отдельности, так и совместно.

1. Инерционно-гравитационный принцип. Типичный грязевик представляет собой вертикальный или горизонтальный металлический цилиндр с диаметром, значительно превышающим диаметр труб на том участке системы, в котором он устанавливается. Жидкость, попадая в такой цилиндр, мгновенно теряет скорость, благодаря чему влекомые ей тяжёлые частицы получают возможность опуститься на дно под действием гравитации. В некоторых грязевиках также используется инерция этих частиц: в цилиндре грязевика устанавливаются дополнительные перегородки, направляющие жидкость вдоль стенок цилиндра; центробежной силой частицы вытесняются к стенкам, после чего они сами опускаются на дно.

Схема вертикального грязевика гравитационного действия.
Схема вертикального грязевика гравитационного действия.
Для упрощения процедуры очистки грязевика дно цилиндра делают съёмным, или предусматривают в нём отдельный кран для слива жидкой грязевой взвеси.

2. Механический принцип. Однако, гравитация с инерцией не способны отделить от жидкости более лёгкие, взвешенные частицы. Для этого существуют сетчатые фильтры, механически задерживающие все частицы с размерами, превышающие размер ячеек сетки.

Недостатком сетчатых фильтров является то, что при высоком уровне загрязнения фильтруемой жидкости они сами забиваются достаточно быстро. Поэтому логичным и целесообразным является использование сетчатого фильтра в качестве фильтра «второй очереди» – то есть, установка его таким образом, чтобы вначале отсеивались тяжёлые частицы, а затем – взвешенные.

Вертикальный и горизонтальный грязевики со «стаканом» сетчатого фильтра перед выходным патрубком. Рис. 1Вертикальный и горизонтальный грязевики со «стаканом» сетчатого фильтра перед выходным патрубком. Рис. 2

Вертикальный и горизонтальный грязевики со «стаканом» сетчатого фильтра перед выходным патрубком.

Для очистки сетчатого фильтра в грязевике обычно предусматривается либо возможность его извлечения для промывки, либо возможность промывки по месту – обратным напором жидкости.

3. Магнитный принцип. В случае, если в рабочей жидкости ожидаемо присутствуют частицы с магнитными свойствами – мелкая металлическая стружка, окалина и т.д. – в конструкцию грязевика можно добавить постоянный магнит, который будет собирать металлический мусор на своей поверхности. Естественно, должна быть предусмотрена возможность очистки этого магнита – к примеру, по принципу магнитной пробки масляного картера автомобильного двигателя. Собственно, картер двигателя можно условно счесть частным случаем грязевика.

Дополнительные конструкционные элементы

В конструкции грязевика могут присутствовать и другие элементы, упрощающие обслуживание или увеличивающие его функциональность:

  • кроме упомянутого крана слива внизу – воздушный кран вверху грязевика, для развоздушивания системы при заполнении её жидкостью;
  • при относительно невысоких показателях давления в системе на боковой поверхности цилиндра может быть предусмотрено прозрачное окно для оценки степени загрязнённости;
  • на входном и выходном патрубках могут быть установлены манометры, по разнице показаний которых можно оценить гидравлическое сопротивление грязевика и, как следствие, ту же степень его загрязнённости.

Грязевики могут выпускаться с фланцевым соединением и соединением «под сварку». Первый вариант считается предпочтительным, так как позволяет в случае необходимости легко заменить грязевик. Впрочем, такая замена – событие скорее исключительное: в силу простоты конструкции грязевики отличаются крайне высокой надёжностью, срок их службы составляет до 30-ти и более лет.

Монтаж грязевика

Установка грязевика не является сложным процессом. Однако, принцип действия и конструкция грязевика определяют три условия, которые при проведении установки должны непременно учитываться.

1. Направление тока жидкости. В подавляющем большинстве грязевиков имеет значение правильное подключение входящего/выпускного патрубков. Более того, при «обратном» подключении грязевик если и будет выполнять свои функции, то весьма плохо и крайне недолго. К примеру, у гравитационно-сетчатого грязевика попросту быстро забьётся сетка фильтра.

Установка гравитационно-сетчатого грязевика в разрезе: правильное и неправильное направление тока жидкости.
Установка гравитационно-сетчатого грязевика в разрезе: правильное и неправильное направление тока жидкости.
Во избежание подобной ситуации у многих моделей грязевых фильтров верное направление движения жидкости указывается непосредственно на корпусе.

2. Пространственная ориентация. В силу понятных причин монтаж грязевика должен осуществляться таким образом, чтобы действие силы тяжести использовалось в полной мере. В подавляющем большинстве случаев грязевик устанавливается в разрыв горизонтального участка трубопровода. При этом, грязевики вертикального типа должны устанавливаться с максимальным соответствием вертикальной оси; грязевики горизонтального типа – соответственно, горизонтали. Ориентация грязевика с угловым отклонением от вертикали/горизонтали снижает его эффективность, и чем больше отклонение – тем эффективность ниже.

Установка грязевика вертикально, то есть – на вертикальном участке трубы также возможна, но – для отдельных моделей, к примеру, для так называемых «косых» фильтров, применяемых на трубопроводах среднего и малого диаметра.

3. Место установки. Подразумевается соблюдение двух рекомендаций – целесообразности и практичности.

Так как функцией грязевика является защита от загрязнения проблемных в этом отношении мест системы, устанавливаться он должен как можно ближе к защищаемым элементам. При установке грязевиков на системе отопления или водоподачи локального характера это – теплообменники и радиаторы (калориферы), насосы, счётчики и т.д. Абонентские грязевики в протяжённых системах обслуживания устанавливаются непосредственно перед конечным обслуживаемым объектом (внутридомовыми сетями, сетью предприятия и т.д).

Так как конструкцией грязевика предусмотрена его периодическая очистка (промывка) от скопившихся загрязнений, место установки должно выбираться с учётом возможности проведения таких работ. То есть, должен быть доступ к кранам, съёмным люкам, заглушкам и т.д.

АО «ЦЭЭВТ» производит грязевые фильтры для тепловых пунктов, систем водоподготовки, в том числе грязевики абонентские с техническими характеристиками широкого диапазона. Варианты исполнения по материалу, температурному режиму, условному давлению и прочим параметрам, разнообразие установочных размеров даёт возможность подобрать модель с максимальным соответствием конкретным техническим условиям. Возможно проектирование специальных моделей по особым требованиям заказчика.