RU159452U1

RU159452U1 - GRAVITY LAMIN THICKENER

Info

Publication number: RU159452U1
Application number: RU2015137936/05U
Authority: RU
Inventors: Юрий Петрович Борисов
Original assignee: Юрий Петрович Борисов
Priority date: 2015-09-07
Filing date: 2015-09-07
Publication date: 2016-02-10

Abstract

Гравитационный пластинчатый сгуститель, содержащий корпус с патрубками ввода исходной суспензии, слива осветленной воды и вывода осадка, блок наклонных осадительных пластин, патрубок слива осветленной воды установлен в верхней части корпуса, патрубок вывода осадка соединен с коническим накопителем в основании корпуса, отличающийся тем, что в него введен по крайней мере один дополнительный блок наклонных осадительных пластин, каждый блок выполнен сотовым в поперечном сечении с соотношением ширины к высоте сотового отверстия от 2:1 до 2,5:1, блоки наклонных осадительных пластин установлены друг за другом с углом наклона от 50° до 60° относительно вертикали во взаимнопротивоположных направлениях, конический накопитель в основании корпуса выполнен с углом при вершине от 60° до 70°, патрубок ввода исходной суспензии установлен под нижним краем нижнего блока наклонных осадительных пластин.Gravity plate thickener containing a housing with nozzles for introducing the initial suspension, bleed water discharge and sediment discharge, a block of inclined precipitation plates, clarified water drain pipe is installed in the upper part of the housing, the sediment outlet pipe is connected to a conical drive at the base of the housing, characterized in that at least one additional block of inclined precipitation plates has been introduced, each block is made cellular in cross section with a ratio of width to height of the honeycomb hole from 2: 1 to 2.5: 1, the blocks of inclined precipitation plates are installed one after another with an angle of inclination from 50 ° to 60 ° relative to the vertical in mutually opposite directions, the conical drive in the base of the housing is made with an angle at the apex from 60 ° to 70 °, the inlet of the input suspension is installed under the lower edge lower block inclined precipitation plates.

Description

Полезная модель относится к области гравитационного разделения и может быть использована при сгущении и осветлении различных минеральных суспензий в технологии переработки природного сырья, очистки сточных вод, в строительной, химической, горно-металлургической и других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of gravitational separation and can be used for thickening and clarifying various mineral suspensions in the processing of natural raw materials, wastewater treatment, in the construction, chemical, mining and metallurgical and other industries.

Известен гравитационный сгуститель, содержащий корпус, коническое днище с патрубком для отвода сгущенной суспензии, загрузочное устройство и патрубок для отвода осветленной жидкости, в котором коническое днище выполнено ступенчатым в виде кольцевых выступов с вертикальными цилиндрическими или прямоугольными стенками, при этом корпус выполнен цилиндрическим или прямоугольным (Патент РФ №2089262, Мкл. B01D 21/24, публ. 10.09.1997 г. )A gravitational thickener is known, comprising a housing, a conical bottom with a nozzle for discharging the condensed suspension, a loading device and a nozzle for draining clarified liquid, in which the conical bottom is stepped in the form of annular protrusions with vertical cylindrical or rectangular walls, while the body is cylindrical or rectangular ( RF patent No. 2089262, Ml B01D 21/24, publ. 09/10/1997)

В этом устройстве исходная суспензия подается внутрь корпуса, где твердые частицы под действием силы тяжести приобретают движение вниз, а освобожденная от них жидкость перемещается вверх. Последняя переливается через верхнюю кромку корпуса в сборный лоток и далее отводится из корпуса в виде одного из конечных продуктов разделения - осветленной жидкости. Твердые частицы в своем движении вниз приближаются к кольцевым выступам конического днища, на которых в начальный период работы сгустителя образуют осадок воронкообразной формы. После достижения верхней поверхностью этого осадка угла наклона, близкого по величине углу естественного откоса, твердые частицы, поступающие на этот осадок, изменяют направление движения и сползают, а точнее стекают с выступа в смеси с водой в виде слоя сгущенной суспензии. Далее этот слой движется вдоль вертикальной стенки выступа до слоя осадка на следующем выступе, стекает с него и т.д. приближаясь к выпускному патрубку. На каждом из выступов к движущейся суспензии присоединяются частицы, оседающие в объеме суспензии, расположенном над этим выступом, утолщая слой движущейся сгущенной суспензии. Двигаясь вдоль вертикальных стенок как единый поток, слой сгущенной суспензии испытывает меньшее сопротивление движению, чем сопротивление отдельно падающих частиц, и поэтому приобретает более высокую скорость. Этот поток не дает возможности оседать и накапливаться на выступах другим частицам, размывая находящийся на них осадок и уменьшая угол откоса его поверхности. Стекающая по ступенчатому коническому днищу сгущенная суспензия отводится из сгустителя в виде конечного продукта.In this device, the initial suspension is fed into the housing, where the solid particles under the action of gravity acquire a downward motion, and the liquid freed from them moves upward. The latter is poured through the upper edge of the housing into the collection tray and then discharged from the housing in the form of one of the final separation products - clarified liquid. Solids in their downward movement approach the annular protrusions of the conical bottom, on which, in the initial period of the thickener, they form a funnel-shaped sediment. After the top surface of this sediment reaches an angle of inclination close to the angle of repose, the solid particles entering this sediment change their direction of motion and slide, or rather, flow down from the protrusion in a mixture with water in the form of a layer of condensed suspension. Further, this layer moves along the vertical wall of the protrusion to the sediment layer on the next protrusion, flows from it, etc. approaching the exhaust pipe. On each of the protrusions, particles settling to the moving suspension are deposited in the volume of the suspension located above this protrusion, a thickening layer of the moving condensed suspension. Moving along the vertical walls as a single stream, the layer of thickened suspension experiences less resistance to movement than the resistance of individually falling particles, and therefore acquires a higher speed. This flow makes it impossible to sediment and accumulate on the protrusions of other particles, eroding the sediment located on them and decreasing the angle of slope of its surface. The condensed suspension flowing down the stepped conical bottom is discharged from the thickener as a final product.

Недостатком этого технического решения является ограниченность осадительной поверхности, так как осаждение осуществляется на боковой поверхности конического днища, которое выполнено ступенчатым в виде кольцевых выступов с вертикальными цилиндрическими или прямоугольными стенками. Это ограничивает производительность устройства размерами боковой поверхности конического днища.The disadvantage of this technical solution is the limited precipitation surface, since the deposition is carried out on the lateral surface of the conical bottom, which is made stepped in the form of annular protrusions with vertical cylindrical or rectangular walls. This limits the performance of the device by the size of the lateral surface of the conical bottom.

Наиболее близким к предложенному является гравитационный пластинчатый сгуститель, содержащий корпус с патрубками для ввода исходной суспензии и вывода осадка, блок наклонных осадительных пластин, барабан с радиально установленными осадительными пластинами и камеру сбора осветленной воды с патрубком для ее отвода, в котором осадительный барабан снабжен двигателем с приводом, обеспечивающим его вращение и/или вибрационные колебания в регулируемых режимах. (Патент РФ №2448756, Мкл. B01D 21/02, публ. 10.11.2010 г. ).Closest to the proposed one is a gravity plate thickener containing a housing with nozzles for introducing the initial suspension and withdrawing sediment, a block of inclined precipitation plates, a drum with radially mounted precipitation plates and a clarified water collection chamber with a nozzle for its removal, in which the precipitation drum is equipped with an engine with a drive providing its rotation and / or vibrational vibrations in adjustable modes. (RF patent No. 2448756, Ml. B01D 21/02, publ. 10.11.2010).

В этом устройстве исходная суспензия поступает по загрузочному патрубку в межплоскостные пространства наклонных пластин, где происходит разделение суспензии на сгущенный продукт и осветленный слой, затем сгущенный продукт поступает в межрадиальные зоны вращающегося лопастного барабана, установленного в нижней части корпуса пластинчатого сгустителя.In this device, the initial suspension enters through the loading nozzle into the interplanar spaces of the inclined plates, where the suspension is divided into a thickened product and a clarified layer, then the thickened product enters the interradial zones of a rotating blade drum mounted in the lower part of the plate thickener body.

Недостатком этого технического решения является ограниченная поверхность осадительной поверхности и необходимость подвода энергии для обеспечения вращения и вибрационных колебаний барабана.The disadvantage of this technical solution is the limited surface of the precipitation surface and the need for energy supply to ensure rotation and vibration of the drum.

В обоих устройствах для увеличения производительности необходимо увеличение осадительной поверхности устройства и, соответственно, увеличение габаритных размеров и занимаемой площади.In both devices, to increase productivity, it is necessary to increase the precipitation surface of the device and, accordingly, increase the overall dimensions and occupied area.

Техническим результатом предлагаемого гравитационного сгустителя является увеличение производительности устройства без увеличения его габаритных размеров и площади, занимаемой пластинчатым сгустителем.The technical result of the proposed gravitational thickener is to increase the productivity of the device without increasing its overall dimensions and the area occupied by the plate thickener.

Для достижения этого технического результата предлагается гравитационный пластинчатый сгуститель, содержащий корпус с патрубками ввода исходной суспензии, слива осветленной воды и вывода осадка, по крайней мере два блока наклонных осадительных пластин, патрубок слива осветленной воды установлен в верхней части корпуса, патрубок вывода осадка соединен с коническим накопителем в основании корпуса, каждый блок наклонных осадительных пластин выполнен сотовым в поперечном сечении с соотношением ширины к высоте сотового отверстия от 2:1 до 2,5:1, блоки наклонных осадительных пластин установлены друг за другом с углом наклона от 50° до 60° относительно вертикали во взаимнопротивоположных направлениях, конический накопитель в основании корпуса выполнен с углом при вершине от 60° до 70°, патрубок ввода исходной суспензии установлен под нижним краем нижнего блока наклонных осадительных пластин.To achieve this technical result, a gravitational plate thickener is proposed, comprising a housing with nozzles for inputting the initial suspension, discharging clarified water and discharging sludge, at least two blocks of inclined sedimentation plates, a clarifying water discharging nozzle installed in the upper part of the housing, a sediment discharging nozzle connected to a conical drive at the base of the housing, each block of inclined precipitation plates is made cellular in cross section with a ratio of width to height of the honeycomb hole from 2: 1 d 2.5: 1, blocks of inclined precipitation plates are mounted one after another with an angle of inclination from 50 ° to 60 ° relative to the vertical in mutually opposite directions, the conical drive in the base of the housing is made with an angle at the apex of 60 ° to 70 °, the inlet of the initial suspension installed under the lower edge of the lower block inclined precipitation plates.

Совокупность существенных признаков заявляемого гравитационного пластинчатого сгустителя при проведении поиска по патентной и технической литературе не обнаружена. Предлагаемый гравитационный пластинчатый сгуститель может быть изготовлен на известном общепромышленном оборудовании с использованием общеизвестных материалов и применен для сгущения и осветления различных минеральных суспензий в технологии переработки природного сырья, очистки сточных вод, в строительной, химической, горно-металлургической и других отраслях промышленности. Поэтому заявитель считает, что заявляемый гравитационный пластинчатый сгуститель соответствует критериям охраноспособности полезной модели «новизна» и «промышленная применимость».The set of essential features of the claimed gravitational plate thickener when conducting a search in the patent and technical literature is not found. The proposed gravity plate thickener can be manufactured using well-known general industrial equipment using well-known materials and is used to thicken and clarify various mineral suspensions in the processing of natural raw materials, wastewater treatment, in the construction, chemical, mining and metallurgical and other industries. Therefore, the applicant considers that the claimed gravitational plate thickener meets the eligibility criteria of the utility model “novelty” and “industrial applicability”.

Сущность предложения поясняется чертежами, на которых показан неисключающий пример выполнения гравитационного пластинчатого сгустителя. На фиг. 1 показана функциональная схема гравитационного пластинчатого сгустителя, на фиг. 2 - поперечное сечение (соты) блока наклонных осадительных пластин.The essence of the proposal is illustrated by drawings, which show a non-exclusive example of the implementation of a gravitational plate thickener. In FIG. 1 shows a functional diagram of a gravitational plate thickener, FIG. 2 is a cross section (cells) of a block of inclined precipitation plates.

На фигурах обозначено:In the figures indicated:

Корпус 1, верхний 2 и нижний 3 блоки наклонных осадительных пластин, патрубок 4 ввода исходной суспензии, установлен под нижним краем нижнего 3 блока наклонных осадительных пластин, патрубок 5 слива осветленной воды установлен в верхней части корпуса 1, патрубок 6 вывода осадка соединен с коническим накопителем 7 в основании корпуса 1, блоки 2 и 3 наклонных осадительных пластин выполнены в поперечном сечении сотовыми с соотношением ширины Ш к высоте В сотовых отверстий 8 от 2:1 до 2,5:1, верхний 2 и нижний 3 блоки наклонных осадительных пластин установлены друг за другом с углом наклона от 50° до 60° относительно вертикали во взаимнопротивоположных направлениях, конический накопитель 7 в основании корпуса 1 выполнен с углом при вершине от 60° до 70°. Конструкция пластинчатого сгустителя выполнена из листовой стали стандартного сталепроката.Housing 1, upper 2 and lower 3 blocks of inclined precipitation plates, nozzle 4 for inputting the initial suspension, is installed under the lower edge of the lower 3 block of inclined precipitation plates, nozzle 5 for clarified water discharge is installed in the upper part of case 1, sediment outlet pipe 6 is connected to a conical drive 7 in the base of the housing 1, blocks 2 and 3 of inclined precipitation plates are made in the cross section by honeycombs with a ratio of width W to height B of honeycomb openings 8 from 2: 1 to 2.5: 1, the upper 2 and lower 3 blocks of inclined precipitation plates are installed Lena each other at an angle of 50 ° to 60 ° relative to vertical in vzaimnoprotivopolozhnyh directions conical drive 7 in the base body 1 is formed with an apex angle of 60 ° to 70 °. The plate thickener design is made of standard steel sheet steel.

Количественные признаки, выраженные в виде интервалов значений, определены заявителем экспериментально при разработке макетов гравитационного пластинчатого сгустителя, с целью достижения максимальной производительности устройства без увеличения его габаритных размеров и площади, занимаемой пластинчатым сгустителем.Quantitative features, expressed as intervals of values, were determined by the applicant experimentally when developing models of a gravitational plate thickener, in order to achieve maximum productivity of the device without increasing its overall dimensions and the area occupied by the plate thickener.

Поскольку исходная суспензия внутри корпуса распределяется в сотовых отверстиях 8 блоков наклонных осадительных пластин, где происходит разделение суспензии на твердую и жидкую фазы, для увеличения поверхности осаждения необходимо уменьшать высоту В (увеличивать число) и увеличивать ширину Ш сотовых отверстий 8, однако чрезмерное уменьшение высоты В приводит к забиванию сотовых отверстиях 8 осадком, а увеличение ширины Ш сотовых отверстий 8 приводит к уменьшению прочности и жесткости блоков наклонных осадительных пластин, что необходимо компенсировать толщиной и качеством материала блоков наклонных осадительных пластин. Экспериментально установлено, что соотношением ширины Ш к высоте В сотовых отверстий 8 от 2:1 до 2,5:1 блоков наклонных осадительных пластин обеспечивается наиболее эффективное осаждение частиц при надежной работе устройства.Since the initial suspension inside the body is distributed in the honeycomb openings of 8 blocks of inclined precipitation plates, where the suspension is separated into solid and liquid phases, to increase the deposition surface, it is necessary to reduce the height B (increase the number) and increase the width W of the honeycomb openings 8, however, an excessive decrease in height B leads to clogging of the honeycomb openings 8 with sediment, and an increase in the width W of the honeycomb openings 8 leads to a decrease in the strength and rigidity of the blocks of inclined precipitation plates, which is necessary to compensate for the thickness and material quality blocks inclined settling plates. It has been experimentally established that the ratio of the width W to the height B of the honeycomb openings 8 from 2: 1 to 2.5: 1 blocks of inclined precipitation plates provides the most effective particle deposition with reliable operation of the device.

В предложенном устройстве на осаждающиеся на поверхностях наклонных осадительных пластин частицы действуют силы инерции движущегося потока суспензии и силы тяжести, их соскальзывание в конический накопитель 7 в основании корпуса обусловлено величиной угла наклона блоков наклонных осадительных пластин относительно вертикали. При угле наклона менее 50° относительно вертикали ухудшаются условия осаждения частиц на поверхности наклонных пластин, а при угле наклона более 60° относительно вертикали ухудшаются условия соскальзывания частиц в конический накопитель. Экспериментально определено, что наклон блоков наклонных осадительных пластин в диапазоне от 50° до 60° относительно вертикали обеспечивает наиболее эффективную работу устройства.In the proposed device, the inertia forces of the moving suspension flow and gravity act on the particles deposited on the surfaces of the inclined precipitation plates, their sliding into the conical drive 7 at the base of the housing is determined by the angle of inclination of the blocks of the inclined precipitation plates relative to the vertical. When the angle of inclination is less than 50 ° relative to the vertical, the conditions for the deposition of particles on the surface of the inclined plates are worsened, and when the angle of inclination is more than 60 ° relative to the vertical, the conditions for the particles to slip into the conical drive are worse. It has been experimentally determined that the inclination of blocks of inclined precipitation plates in the range from 50 ° to 60 ° relative to the vertical ensures the most efficient operation of the device.

Выбор угла при вершине конического накопителя 7 в диапазоне от 60° до 70° обусловлен обеспечением эффективности удаления осадка через патрубок 6 вывода осадка (сгущенного материала) из гравитационного пластинчатого сгустителя. При увеличении угла при вершине конического накопителя 7 свыше 70° возникает прилипание осадка к поверхности конического накопителя 7, при уменьшении этого угла увеличивается габаритный размер (высота) гравитационного пластинчатого сгустителяThe choice of the angle at the top of the conical drive 7 in the range from 60 ° to 70 ° is due to the efficiency of sediment removal through the pipe 6 output sediment (condensed material) from the gravitational plate thickener. With an increase in the angle at the apex of the conical accumulator 7 over 70 °, sediment sticks to the surface of the conical accumulator 7, while decreasing this angle, the overall size (height) of the gravitational plate thickener increases

Гравитационный пластинчатый сгуститель работает следующим образом:Gravity plate thickener works as follows:

Исходный материал подается через патрубок 4 ввода исходной суспензии внутрь корпуса 1 и равномерно распределяется в сотовых отверстиях 8 верхнего 2 и нижнего 3 блоков наклонных осадительных пластин. Там происходит разделение суспензии на твердую и жидкую фазы. На каждую частицу, находящуюся в сотовых отверстиях 8 верхнего 2 и нижнего 3 блоков наклонных осадительных пластин действуют силы инерции движущегося потока суспензии и силы тяжести. В результате частицы перемещаются между пластинами в двух направлениях: вдоль пластин со скоростью V и перпендикулярно пластинам со скоростью Vcp.Частицы под действием сил тяжести осаждаются на поверхности наклонных пластин, соскальзывают в конический накопитель 7 в основании корпуса 1, где происходит дальнейшее сгущение и уплотнение материала. Через патрубок 6 вывода осадка (сгущенного материала) осадок выгружается из гравитационного пластинчатого сгустителя. Извлечение частиц в сгущенный продукт повышается с увеличением длины и числа наклонных осадительных пластин. Жидкая фаза у нижней кромки наклонных осадительных пластин изменяет направление движения, проходит по промежуткам между пластинами нижнего 3 и верхнего 2 блоков наклонных осадительных пластин вверх и отводится через патрубок 5 слива осветленной воды, который установлен в верхней части корпуса 1.The source material is fed through the pipe 4 for inputting the initial suspension into the housing 1 and is evenly distributed in the honeycomb openings 8 of the upper 2 and lower 3 blocks of inclined precipitation plates. There the suspension is divided into solid and liquid phases. For each particle located in the honeycomb openings 8 of the upper 2 and lower 3 blocks of inclined precipitation plates, the inertia forces of the moving suspension flow and gravity act. As a result, the particles move between the plates in two directions: along the plates at a speed of V and perpendicular to the plates at a speed of Vcp. Particles, under the action of gravity, are deposited on the surface of the inclined plates, slip into a conical drive 7 at the base of the housing 1, where further thickening and compaction of the material occurs . Through the pipe 6 outlet sediment (thickened material), the sediment is discharged from the gravitational plate thickener. Particle recovery in the thickened product increases with the length and number of inclined settling plates. The liquid phase at the lower edge of the inclined precipitation plates changes the direction of movement, passes through the gaps between the plates of the lower 3 and upper 2 blocks of inclined precipitation plates up and is discharged through the clarified water discharge pipe 5, which is installed in the upper part of the housing 1.

Заявителем изготовлены и успешно испытаны опытные образцы предлагаемого гравитационного пластинчатого сгустителя с производительностью от 25 до 500 м³/час.The applicant manufactured and successfully tested prototypes of the proposed gravitational plate thickener with a capacity of 25 to 500 m ³ / h.

Claims

Gravity plate thickener containing a housing with nozzles for introducing the initial suspension, bleed water discharge and sediment discharge, a block of inclined precipitation plates, clarified water drain pipe is installed in the upper part of the housing, the sediment outlet pipe is connected to a conical drive at the base of the housing, characterized in that at least one additional block of inclined precipitation plates has been introduced, each block is made cellular in cross section with a ratio of width to height of the honeycomb hole from 2: 1 to 2.5: 1, the blocks of inclined precipitation plates are installed one after another with an angle of inclination from 50 ° to 60 ° relative to the vertical in mutually opposite directions, the conical drive in the base of the housing is made with an angle at the apex from 60 ° to 70 °, the inlet of the input suspension is installed under the lower edge lower block inclined precipitation plates.