RU195522U1

RU195522U1 - DEVICE FOR CLEANING LIQUID IN A PSEUDO-LIQUID ADSORBENT LAYER

Info

Publication number: RU195522U1
Application number: RU2019128506U
Authority: RU
Inventors: Владимир Сергеевич Малкин; Анатолий Алексеевич Викарчук; Илья Михайлович Соснин; Алёна Геннадьевна Денисова
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2020-01-30

Abstract

Полезная модель используется для извлечения вредных компонентов из текучих дисперсных или жидких сред на основе адсорбционных и ионообменных процессов. Предлагаемое устройство может использоваться для очистки водостоков, переработки промышленных жидких отходов, а также в химической, пищевой промышленности и т.п. для приготовления суспензий из порошка и жидкости.Устройство содержит емкость цилиндроконической формы, элементы загрузки в емкость жидкости и адсорбента и слива получаемой в результате их смешивания суспензии. В емкости соосно расположен двухзаходный шнек с возможностью реверсного вращения и двумя участками винтовых лопастей, имеющих противоположное направление винтовых линий. Шнек пропущен через невращающуюся трубу, имеющую длину меньше общей длины шнека и возможность располагаться в нижнем положении, когда нижний торец трубы находится на уровне нижнего конца шнека и в верхнем положении, когда верхний торец трубы располагается вблизи верхних кромок винтовых лопастей верхнего участка шнека.При нижнем положении трубы и вращении шнека жидкость циркулирует через трубу снизу вверх, смешивая адсорбент с жидкостью. При верхнем положении трубы и вращении шнека в противоположном направлении шнек направляет суспензию вниз, ускоряя слив суспензии из емкости через открытую шиберную задвижку и способствуя смыванию осадка со стенок емкости.The utility model is used to extract harmful components from dispersed or liquid fluids based on adsorption and ion exchange processes. The proposed device can be used for cleaning drains, processing industrial liquid waste, as well as in the chemical, food industry, etc. for the preparation of suspensions from powder and liquid. The device contains a cylindrical-shaped container, loading elements into the container of liquid and adsorbent and draining the suspension resulting from their mixing. A twin-auger with the possibility of reverse rotation and two sections of helical blades having the opposite direction of helical lines is coaxially located in the tank. The auger is passed through a non-rotating pipe having a length shorter than the total length of the auger and can be located in the lower position when the lower end of the pipe is at the level of the lower end of the screw and in the upper position when the upper end of the pipe is located near the upper edges of the screw blades of the upper section of the screw. the position of the pipe and the rotation of the screw, the liquid circulates through the pipe from the bottom up, mixing the adsorbent with the liquid. When the pipe is in the upper position and the screw rotates in the opposite direction, the screw directs the suspension down, accelerating the discharge of the suspension from the tank through the open gate valve and facilitating the washing off of the sediment from the walls of the tank.

Description

Полезная модель относится к технологическому оборудованию, используемому для извлечения и разделения компонентов из текучих дисперсных или жидких сред на основе адсорбционных и ионообменных процессов. Предлагаемое устройство может использоваться для очистки водостоков, переработки промышленных жидких отходов, содержащих экологически опасные и токсичные вещества, например фенолы. Кроме того, может использоваться в химической, пищевой промышленности и т.п. для приготовления суспензий из порошка и жидкости.The utility model relates to technological equipment used to extract and separate components from dispersed or liquid fluids based on adsorption and ion exchange processes. The proposed device can be used for cleaning drains, processing industrial liquid waste containing environmentally hazardous and toxic substances, such as phenols. In addition, it can be used in the chemical, food industry, etc. for the preparation of suspensions of powder and liquid.

Адсорбционные явления представляют собой сложную совокупность физических, химических и физико-химических процессов на границе поверхностей адсорбентов и удаляемых примесей в виде мелких механических частиц или растворенных веществ. Скорость адсорбционных процессов существенно зависит от условий обеспечения контакта адсорбента и удаляемых примесей.Adsorption phenomena are a complex set of physical, chemical and physico-chemical processes at the boundary of the surfaces of adsorbents and removed impurities in the form of small mechanical particles or dissolved substances. The rate of adsorption processes substantially depends on the conditions for ensuring contact between the adsorbent and the removed impurities.

В серийно выпускаемых адсорбционных фильтрах, например СПП-ФС3 (производитель «Промышленная водоочистка»), очищаемая жидкость подается под расположенный на перфорированной плоскости насыпной адсорбент и, просачиваясь вверх через зазоры между его частицами к сливному патрубку, жидкость очищается. При такой схеме организации очистки значительная доля поверхности частиц адсорбента, касающихся друг друга, оказывается недоступной для контакта с очищаемой жидкостью. Капилляры между частицами адсорбента могут забиваться загрязнениями, что сокращает пути протекания жидкости и также сокращает общую рабочую площадь адсорбционного фильтра.In commercially available adsorption filters, for example SPP-FS3 (manufactured by Industrial Water Treatment), the liquid to be cleaned is fed under a bulk adsorbent located on a perforated plane and, seeping up through the gaps between its particles to the drain pipe, the liquid is cleaned. With such a cleaning organization scheme, a significant fraction of the surface of the adsorbent particles touching each other is inaccessible to contact with the liquid being cleaned. The capillaries between the adsorbent particles can become clogged with contaminants, which reduces the flow paths of the liquid and also reduces the total working area of the adsorption filter.

Для активации процессов адсорбции используют давно известный прием псевдоожиживания, когда потоком жидкости или газа лежащий на перфорированной перегородке адсорбент поднимается и удерживается во взвешенном состоянии [Очистка производственных сточных вод.: Под ред. Ю.И. Турского и И.В. Филиппова. - Издательство «Химия», Ленинградское отделение, 1967 г]. Очевидно, что такой способ приемлем для относительно легких адсорбентов, например активированного угля, насыпной вес которого равен 0,6-0,9 г/см³. Такие широко используемые адсорбенты, как глина и цеолиты имеют насыпной вес 1,1-1,2 г/см³ и 1,3-1,45 г/см³, соответственно. Псевдо-ожиживание тяжелых адсорбентов, лежащих на перфорированной перегородке, возможно только при больших потоках жидкости, что требует больших затрат энергии на ее перекачивание. Мелкая сетка, удерживающая частицы адсорбента, создает большое сопротивление проходящему потоку жидкости.To activate the adsorption processes, a long-known fluidization technique is used, when the adsorbent lying on a perforated wall with a liquid or gas stream rises and holds in suspension [Wastewater treatment: Ed. Yu.I. Tursky and I.V. Filippova. - Publishing house "Chemistry", Leningrad branch, 1967]. Obviously, this method is acceptable for relatively light adsorbents, for example activated carbon, whose bulk density is 0.6-0.9 g / cm ³ . Widely used adsorbents such as clay and zeolites have a bulk density of 1.1-1.2 g / cm ³ and 1.3-1.45 g / cm ³ , respectively. Pseudo-liquefaction of heavy adsorbents lying on a perforated septum is possible only with large flows of liquid, which requires large expenditures of energy for pumping it. The fine mesh holding the adsorbent particles creates a great resistance to the passing fluid flow.

Существенным недостатком данного способа является то, что жидкость может, раздвигая слой адсорбента, образовывать каналы для своего свободного движения. В таком случае перемешивание частиц адсорбента и их участие в процессе очистки практически прекращается.A significant disadvantage of this method is that the liquid can, expanding the adsorbent layer, form channels for its free movement. In this case, the mixing of the adsorbent particles and their participation in the cleaning process practically ceases.

В патенте РФ №2178333 предлагается взрыхлять адсорбенты, лежащие на перфорированных перегородках, потоком проходящего снизу вверх газа, а жидкость подавать на адсорбенты сверху вниз. Недостатком такой схемы очистки жидкости является необходимость использования двух разных насосов, кроме того, если с газом будут выноситься вредные примеси, то потребуется еще и система очистки газа.In the patent of the Russian Federation No. 2178333 it is proposed to loosen the adsorbents lying on the perforated partitions with a stream of gas passing from the bottom up, and to apply the liquid to the adsorbents from top to bottom. The disadvantage of such a liquid purification scheme is the need to use two different pumps, in addition, if harmful impurities are removed from the gas, then a gas purification system will also be required.

Для смешивания сыпучих веществ с жидкостью широко используют механические мешалки. Например, в патенте РФ №2492920 мешалка содержит расположенный в баке вертикальный вал, вращаемый приводом. Вверху на вал установлены наклоненные к вертикали лопасти, окруженные неподвижным кольцом. Внизу к валу прикреплены вертикальные лопатки. Кольцо имеет определенное отношение высоты к диаметру, а лопатки имеют определенное отношение ширины к высоте. При вращении лопасти направляют суспензию вниз, а лопатки создают радиальное перемещение. В результате происходит интенсивное перемешивание всей массы суспензии.Mechanical mixers are widely used to mix bulk solids with liquids. For example, in RF patent No. 2492920, the mixer contains a vertical shaft located in the tank and rotated by the drive. At the top of the shaft mounted blades inclined to the vertical, surrounded by a fixed ring. At the bottom, vertical blades are attached to the shaft. The ring has a certain ratio of height to diameter, and the blades have a certain ratio of width to height. When the blades rotate, the suspension is directed downward, and the blades create a radial movement. The result is intensive mixing of the entire mass of the suspension.

Очевидно, что вращающиеся в одну строну лопасти и лопатки неизбежно приведут к вращению жидкости, находящейся в цилиндрическом баке. Возникающая при этом центробежная сила будет сдвигать механические частицы к стенкам, по которым они будут сползать к сливному отверстию. Это снижает эффект создания псевдоожиженного слоя при использовании такой мешалки в установке для очистки жидкости адсорбентом. Кроме того установка должна содержать не только насос для перекачивания жидкости, но и механический привод мешалки, что усложняет конструкцию установки.It is obvious that the blades and blades rotating in one direction will inevitably lead to the rotation of the liquid in the cylindrical tank. The resulting centrifugal force will shift the mechanical particles to the walls, along which they will slide to the drain hole. This reduces the effect of creating a fluidized bed when using such a mixer in the installation for cleaning liquid adsorbent. In addition, the installation must contain not only a pump for pumping liquid, but also a mechanical drive of the mixer, which complicates the design of the installation.

В патенте РФ №2528843 перемешивающее устройство состоит из двигателя, рабочих органов и исполнительного механизма, который находится в отдельном корпусе. Центральное зубчатое колесо установлено на крышке корпуса смесителя с возможностью вращения и соединено с двигателем через кривошипно-коромысловый механизм, состоящий из кривошипа, шатуна и коромысла, а рабочие органы соединены с валами зубчатых колес. Рабочие органы выполнены в виде лопастей с отверстиями и вращаются с разной скоростью при периодическом изменении направления вращения. Техническим результатом изобретения является увеличение градиента скоростей и повышение интенсивности перемешивания.In the patent of the Russian Federation No. 2528843 the mixing device consists of an engine, working bodies and an actuator, which is located in a separate housing. The central gear wheel is mounted on the cover of the mixer body with the possibility of rotation and connected to the engine through a crank mechanism consisting of a crank, connecting rod and rocker arm, and the working bodies are connected to the shafts of the gear wheels. The working bodies are made in the form of blades with holes and rotate at different speeds with periodic changes in the direction of rotation. The technical result of the invention is to increase the speed gradient and increase the intensity of mixing.

Недостатком устройства можно считать сложность конструкции привода. При плоском дне емкости, на котором за счет сил гравитации будет происходить осаждение механических частиц адсорбента и снижение их активности, будет затруднено полное опорожнение емкости по завершении процесса. Все это не позволяет использовать данное устройство для создания псевдоожиженного слоя адсорбента в процессе очистки жидкости.The disadvantage of this device is the complexity of the drive design. With a flat bottom of the tank, on which, due to gravitational forces, precipitation of mechanical particles of the adsorbent will occur and their activity will decrease, it will be difficult to completely empty the tank at the end of the process. All this does not allow the use of this device to create a fluidized bed of adsorbent in the process of liquid purification.

Наиболее близким к техническому решению предлагаемой полезной модели является патент РФ №2524602. Устройство по указанному патенту содержит привод вращения, вал с лопастями, размещенный внутри трубчатого элемента, жестко соединенного с корпусом привода вращения. На трубчатый элемент в нижней его части установлен с зазором цилиндрическо-конический насадок с круглым соплом. Внутри цилиндрической части насадка на валу размещены винтовые лопасти, причем длина цилиндрической части насадка не менее четырех ее внутренних диаметров, а длина конической части насадка не менее трех внутренних диаметров цилиндрической части насадка. Площадь сопла равна половине площади внутреннего сечения цилиндрической части насадка.Closest to the technical solution of the proposed utility model is RF patent No. 2524602. The device according to the aforementioned patent contains a rotation drive, a shaft with blades, located inside the tubular element, rigidly connected to the housing of the rotation drive. A cylindrical-conical nozzle with a round nozzle is installed with a gap on the tubular element in its lower part. Inside the cylindrical part of the nozzle, screw blades are placed on the shaft, and the length of the cylindrical part of the nozzle is at least four of its inner diameters, and the length of the conical part of the nozzle is at least three internal diameters of the cylindrical part of the nozzle. The nozzle area is equal to half the internal sectional area of the cylindrical part of the nozzle.

Изобретение обеспечивает перемешивание многокомпонентных дисперсных систем различной вязкости (например, лакокрасочных материалов) при введении устройства в емкость с горловиной малого размера, например в бочку. Размывание струей жидкости осадка на дне емкости производится вручную путем перемещения устройства по объему емкости, что не позволяет эффективно использовать данное устройство в процессе очистки жидкости в псевдоожиженном слое адсорбента.The invention provides mixing of multicomponent disperse systems of various viscosities (for example, paints and varnishes) when the device is introduced into a container with a small neck, for example, into a barrel. The washing out of the sediment at the bottom of the tank by a liquid stream is carried out manually by moving the device across the tank volume, which does not allow efficient use of this device in the process of cleaning the liquid in the fluidized bed of the adsorbent.

Техническими задачами, решаемыми предлагаемой полезной моделью является создание простой конструкции устройства, обеспечивающего активный контакт частиц адсорбента с загрязнителями очищаемой жидкости в течение заданного времени, достаточного для их эффективного удаления, при низких затратах энергии, труда и времени на загрузку очищаемой жидкости и адсорбента, их перемешивания и слив обработанной суспензии.The technical problems solved by the proposed utility model is the creation of a simple device design that provides active contact of the adsorbent particles with the pollutants of the liquid being cleaned for a given time, sufficient for their effective removal, at low energy, labor and time for loading the liquid to be cleaned and adsorbent, mixing them and draining the treated suspension.

Совокупность существенных признаков, изложенных в формуле полезной модели, позволяет достичь желаемого технического результата.The set of essential features set forth in the formula of the utility model, allows to achieve the desired technical result.

Устройство для очистки жидкости в псевдоожиженном слое адсорбента содержит емкость цилиндроконической формы с вертикально расположенной осью. Для перемешивания суспензии из механических частиц адсорбента и жидкости предлагается использовать вращающийся шнек, размещенный в трубе как корпусе, по типу водометных движителей моторных лодок и рассмотренного ранее аналога. Шнек и труба расположены соосно емкости.A device for cleaning liquid in a fluidized bed of an adsorbent contains a cylinder-shaped tank with a vertically located axis. It is proposed to use a rotating auger placed in the pipe as a housing to mix the suspension of mechanical particles of the adsorbent and liquid, as in the case of jet propulsors of motor boats and the analogue considered earlier. The auger and pipe are aligned with the vessel.

Скорость перекачивания суспензии зависит от скорости вращения шнека и угла подъема винтовой линии его лопастей. Обычно угол подъема винтовой линии лопастей шнека от диаметральной плоскости шнека при размещении шнека в трубе с гладкими стенками равен 20-25°.The speed of pumping the suspension depends on the speed of rotation of the screw and the angle of elevation of the helical line of its blades. Typically, the angle of elevation of the helical line of the auger blades from the diametrical plane of the auger when placing the auger in a pipe with smooth walls is 20-25 °.

Двухзаходный шнек при симметричном расположении на валу двух лопастей относительно друг друга обеспечивает баланс масс и позволяет ему вращаться с большой скоростью без возникновения вибраций. Большие скорости вращения шнека обеспечивают активную циркуляцию суспензии, что сокращает время ее обработки.The twin-feed auger with a symmetrical arrangement on the shaft of the two blades relative to each other provides a mass balance and allows it to rotate at high speed without vibrations. High speeds of rotation of the screw provide active circulation of the suspension, which reduces the processing time.

Шнек имеет два участка винтовых лопастей, имеющих противоположное направление винтовой линии. Общая высота винтовых лопастей на нижнем участке вала шнека, обеспечивающем подъем суспензии вверх, в 3-4 раза больше общей высоты винтовых лопастей на верхнем участке вала шнека, направляющим поток вниз. Труба, через которую пропущен шнек, имеет длину меньше общей длины шнека и в 2 раза больше высоты нижнего участка шнека. При этом предусмотрена возможность располагать трубу в двух фиксируемых положениях по высоте.The screw has two sections of helical blades having the opposite direction of the helical line. The total height of the screw blades on the lower section of the screw shaft, providing the suspension to rise up, is 3-4 times greater than the total height of the screw blades on the upper section of the screw shaft, directing the flow down. The pipe through which the screw is passed has a length less than the total length of the screw and 2 times the height of the lower section of the screw. In this case, it is possible to arrange the pipe in two fixed positions in height.

При указанных соотношениях размеров элементов устройства в нижнем положении трубы нижний торец трубы находится на уровне нижнего конца шнека, а расстояние от верхнего торца трубы, находящейся в нижнем положении, до нижних кромок лопастей верхнего участка шнека составляет 2-3 диаметра трубы. Вращением шнека в режиме перемешивания суспензии в трубе формируется направленный вверх поток суспензии, который после выбрасывания из трубы сталкивается с потоков суспензии, направленным вниз лопастями верхнего участка шнека.With the indicated ratios of the dimensions of the device elements in the lower position of the pipe, the lower end of the pipe is at the level of the lower end of the screw, and the distance from the upper end of the pipe in the lower position to the lower edges of the blades of the upper section of the screw is 2-3 pipe diameters. By rotating the screw in the mode of mixing the suspension in the pipe, an upward flow of the suspension is formed, which, after being ejected from the pipe, collides with the flows of the suspension directed downward by the blades of the upper section of the screw.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет каждой отдельной частица адсорбента двигаться в потоках жидкости с переменной по величине и направлению скоростью. Поскольку частицы суспензии имеют плотность большую, чем жидкость, частицы постоянно смещаются по отношению к жидкости под действием гравитации, сил инерции и центробежных сил, вступая в контакт с молекулами загрязнений. При этом наиболее полно реализуются физико-химические процессы извлечения адсорбентом загрязняющих веществ из очищаемой жидкости.Thus, the proposed device allows each individual particle of the adsorbent to move in the fluid flows with a variable speed and magnitude in direction. Since the particles of the suspension have a density greater than the liquid, the particles are constantly displaced relative to the liquid under the influence of gravity, inertial forces and centrifugal forces, coming into contact with pollution molecules. In this case, the physicochemical processes of extracting contaminants from the liquid being cleaned are most fully realized.

При фиксируемом верхнем положении трубы верхний ее торец располагается ниже верхних кромок винтовых лопастей верхнего участка шнека на расстоянии равном зазору между валом шнека и внутренней поверхностью трубы, не контактируя с диском в виде опрокинутой тарелки, прикрепленной к валу шнека и торцам винтовых лопастей. Высота подъема трубы задается из условия, чтобы площадь открытой условной цилиндрической поверхности между периметром трубы и плоскостью диска была не меньше площади условного кольца между диаметрами трубы и вала шнека.With a fixed upper position of the pipe, its upper end is located below the upper edges of the screw blades of the upper section of the screw at a distance equal to the gap between the shaft of the screw and the inner surface of the pipe, without contacting the disk in the form of an overturned plate attached to the shaft of the screw and the ends of the screw blades. The height of the pipe is set so that the area of the open conditional cylindrical surface between the perimeter of the pipe and the plane of the disk is not less than the area of the conditional ring between the diameters of the pipe and the screw shaft.

В верхнем положении трубы значительная часть нижнего участка шнека оказывается вне трубы. При этом нижний торец шнека находится от шиберной задвижки на расстоянии 1,0-1,2 диаметра ее пропускного отверстия, а диаметр пропускного отверстия шиберной задвижки принимается равным 1,2-1,4 диаметра трубы. Все это создает хорошие условия для слива суспензии из емкости через открытую задвижку, при вращении шнека в направлении обратном вращению в режиме перемешивания суспензии.In the upper position of the pipe, a significant part of the lower portion of the screw is outside the pipe. At the same time, the bottom end of the screw is located from the slide gate valve at a distance of 1.0-1.2 of the diameter of its through hole, and the diameter of the through hole of the slide gate is taken to be 1.2-1.4 pipe diameters. All this creates good conditions for draining the suspension from the tank through the open valve, when the screw rotates in the opposite direction in the suspension mixing mode.

При сливе жидкости (воды) из обычной емкости через донное отверстие по мере снижения уровня жидкости пропорционально уменьшается давление водяного столба и скорость истечения жидкости. В предлагаемой полезной модели вращающиеся лопасти шнека увеличивают скорость протекания суспензии через сливное отверстие и сокращают время опорожнения емкости. Кроме того вращающийся в открытом объеме шнек приводит к движению суспензии относительно стенок емкости, что смывает оседающие на стенки частицы, способствуя их полному удалению из емкости.When draining liquid (water) from an ordinary tank through the bottom hole, as the liquid level decreases, the pressure of the water column and the rate of fluid outflow proportionally decrease. In the proposed utility model, rotating auger blades increase the speed of the suspension through the drain hole and reduce the time of emptying the tank. In addition, a screw rotating in an open volume leads to the movement of the suspension relative to the walls of the tank, which washes away particles deposited on the walls, facilitating their complete removal from the tank.

Конструкция устройство для очистки жидкости в псевдоожиженном слое адсорбента поясняется рисунками:The design of the device for cleaning liquid in the fluidized bed of the adsorbent is illustrated by the drawings:

- Фиг. 1. Устройство в положении очистки жидкости.- FIG. 1. The device is in the position for cleaning the liquid.

- Фиг. 2. Устройство в положении слива суспензии в отстойник (на рисунке не показан).- FIG. 2. The device is in the position to discharge the suspension into the sump (not shown in the figure).

Устройство содержит корпус емкости 1 цилиндроконической формы с вертикально расположенной его осью, прикрепленные к корпусу сверху крышку 2 и снизу шиберную задвижку 3. Установленный в корпусе соосно двухзаходный шнек с валом 4 имеет нижний участок двух винтовых лопастей 5 и верхний участок 6, имеющий такие же лопасти, но с противоположным направлением винтовой линии. При этом общая высота винтовых лопастей на нижнем участке вала шнека в 3-4 раза больше общей высоты винтовых лопастей на верхнем участке вала шнека.The device comprises a cylinder-shaped container body 1 with its axis vertically mounted, a cover 2 attached to the upper case and a slide gate valve 3 mounted below the coaxial two-way screw with a shaft 4, has a lower section of two screw blades 5 and an upper section 6 having the same blades but with the opposite direction of the helix. In this case, the total height of the screw blades in the lower section of the screw shaft is 3-4 times greater than the total height of the screw blades in the upper section of the screw shaft.

Шнек пропущен через не вращающуюся трубу 7, имеющую длину меньше общей длины шнека. Труба может располагаться за счет фиксатора 8 (фиг. 2), например, в виде шпингалета, в нижнем положении, когда нижний торец трубы находится на уровне нижнего конца шнека и в верхнем положении, когда верхний торец трубы располагается вблизи верхних кромок винтовых лопастей верхнего участка шнека. При этом труба не контактирует с диском 9 в виде опрокинутой тарелки, прикрепленной к валу шнека и торцам винтовых лопастей.The screw is passed through a non-rotating pipe 7 having a length less than the total length of the screw. The pipe can be located due to the latch 8 (Fig. 2), for example, in the form of a bolt, in the lower position, when the lower end of the pipe is at the level of the lower end of the screw and in the upper position, when the upper end of the pipe is located near the upper edges of the screw blades of the upper section auger. However, the pipe does not contact with the disk 9 in the form of a tilted plate attached to the shaft of the screw and the ends of the screw blades.

Внутренний диаметр трубы больше диаметра шнека на величину минимального зазора, достаточного для исключения задевания лопастей за трубу при вращении шнека. Угол подъема винтовой линии лопастей шнека составляет 20-25° от диаметральной плоскости шнека, длина трубы примерно в 2 раза больше высоты нижнего участка шнека и расстояние от верхнего торца трубы, находящейся в нижнем положении, до нижних кромок лопастей верхнего участка шнека составляет 2-3 диаметра трубы.The inner diameter of the pipe is greater than the diameter of the screw by the amount of the minimum clearance sufficient to exclude grazing of the blades of the pipe during rotation of the screw. The angle of elevation of the helical line of the auger blades is 20-25 ° from the diametrical plane of the auger, the pipe length is approximately 2 times greater than the height of the lower part of the auger and the distance from the upper end of the pipe in the lower position to the lower edges of the blades of the upper part of the auger is 2-3 pipe diameter.

Установленная внизу конической части корпуса емкости шиберная задвижка имеет пропускное отверстие равное 1,2-1,4 диаметра трубы, а нижние кромки лопастей шнека располагаются выше шиберной задвижки на расстоянии 1,0-1,2 диаметра ее пропускного отверстия.The slide gate valve installed at the bottom of the conical part of the tank body has a through hole equal to 1.2-1.4 pipe diameters, and the lower edges of the screw blades are located above the gate valve at a distance of 1.0-1.2 of the diameter of its through hole.

На закрепленной к крышке опоре 10 установлен двигатель 11, вал которого через муфту 12 соединен с верхним концом вала шнека, проходящего через подшипниковый узел 13. Также на крышке закреплены две трубчатые направляющие 14, через которые пропущены стержни 15, которые пластинами 16 скреплены с трубой 7. Верхние концы стержней связаны между собой пластиной 17, закрепленной гайками. Сверху к пластине прикреплен фиксатор 8, а снизу прикреплена рукоятка 18, перемещая которую можно поднимать и опускать трубу, совмещая стержень фиксатора с отверстиями в стойке 19, прикрепленной к опоре 10. Там же на крышке имеется воронка 20, через которую в емкость заливается очищаемая жидкость и засыпается соответствующая порция адсорбента.An engine 11 is mounted on the support 10 fixed to the cover, the shaft of which is connected through the coupling 12 to the upper end of the screw shaft passing through the bearing assembly 13. Two tubular guides 14 are also fixed to the cover, through which the rods 15 are passed, which are fastened by plates 16 to the pipe 7 The upper ends of the rods are interconnected by a plate 17 fixed by nuts. A latch 8 is attached to the top of the plate, and a handle 18 is attached to the bottom, moving which you can raise and lower the pipe, aligning the latch pin with the holes in the rack 19 attached to the support 10. There is also a funnel 20 on the lid through which the liquid to be cleaned is poured and the corresponding portion of the adsorbent is filled up.

Используется устройство следующим образом. При закрытой шиберной задвижке 3 и зафиксированной в нижнем положении трубе 7 через воронку 20 в емкость заливается очищаемая жидкость и засыпается адсорбент. После этого включают двигатель 11, задавая ему направление вращения шнека, обеспечивающее перекачивание суспензии снизу вверх.The device is used as follows. When the gate valve 3 is closed and the pipe 7 is fixed in the lower position, the purified liquid is poured into the container through the funnel 20 and the adsorbent is poured. After that, the engine 11 is turned on, giving it the direction of rotation of the screw, which ensures pumping of the suspension from the bottom up.

В таком режиме работы находящаяся между стенкой трубы и лопастями нижнего участка шнека 5 жидкость участвует во вращательном и поступательном движении. Под действием центробежных сил частицы адсорбента отбрасываются к стенке трубы и вместе с жидкостью сдвигаются лопастями шнека вверх, частично проскальзывая относительно поверхности лопастей. При этом разрушаются имеющиеся агрегаты частиц, что способствует активному взаимодействию свободных поверхностей частиц адсорбента с молекулами загрязнителей.In this mode of operation, the fluid located between the pipe wall and the blades of the lower portion of the screw 5 participates in rotational and translational motion. Under the action of centrifugal forces, the adsorbent particles are thrown to the pipe wall and, together with the liquid, are moved upward by the auger blades, partially slipping relative to the surface of the blades. In this case, the existing particle aggregates are destroyed, which contributes to the active interaction of the free surfaces of the adsorbent particles with pollutant molecules.

На участке трубы выше лопастей шнека вращательное движение жидкости притормаживается, и жидкость выбрасывается из трубы как из водомета и сталкивается с потоком жидкости, формируемым верхним участком шнека. При этом происходит дополнительная турбулизация потоков, способствующая равномерному распределения частиц адсорбента по всему объему жидкости. Диск 9 в форме опрокинутой тарелки отбивает выбрасываемый из трубы поток суспензии, защищая подшипниковый узел от проникновения в него жидкости и абразивных частиц.In the pipe section above the screw blades, the rotational movement of the liquid is braked, and the liquid is ejected from the pipe as from a water jet and collides with the fluid flow formed by the upper section of the screw. In this case, additional turbulization of flows occurs, which contributes to a uniform distribution of adsorbent particles throughout the entire volume of the liquid. The disk 9 in the form of a tilted plate discards the suspension stream ejected from the pipe, protecting the bearing assembly from penetration of liquid and abrasive particles into it.

Далее механические частицы опускаются под действием гравитации вниз вместе с потоком, компенсирующим забираемые шнеком объемы жидкости из нижней части емкости, и таким образом циркулируют. Время циркуляции суспензии в емкости назначается из условия полного завершения процесса адсорбционной очистки жидкости.Further, the mechanical particles fall down under the action of gravity together with the flow compensating for the volumes of liquid taken by the screw from the lower part of the tank, and thus circulate. The circulation time of the suspension in the tank is determined from the condition of complete completion of the process of adsorption purification of the liquid.

После завершения очистки отключают вращение шнека, отводят фиксатор 8, и с помощью рукоятки 18 трубу 7 перемещают вверх, фиксируя ее в верхнем положении. При этом значительная часть нижнего участка шнека оказывается вне трубы. Далее открывается шиберная задвижка 3 и включается реверсное вращение шнека, который начинает перегонять суспензию не вверх, а вниз в сторону сливного отверстия.After cleaning is completed, the screw is turned off, the latch 8 is retracted, and using the handle 18, the pipe 7 is moved upward, fixing it in the upper position. At the same time, a significant part of the lower section of the screw is outside the pipe. Next, the slide gate valve 3 opens and the reverse rotation of the screw is turned on, which begins to distill the suspension not up, but down towards the drain hole.

После завершения слива суспензии из емкости двигатель выключается, шиберная задвижка 3 закрывается, а труба 7 опускается в фиксированное нижнее положения, что приводит устройство в исходное состояние готовности к очистке следующей порции жидкости.After the discharge of the suspension from the tank is completed, the engine is turned off, the slide gate valve 3 is closed, and the pipe 7 is lowered to a fixed lower position, which brings the device to its initial state of readiness for cleaning the next portion of the liquid.

Полезная модель может найти широкое применение в процессах водоочистки, переработки отходов химических и машиностроительных производств, и в других случаях, например в процессах приготовления суспензий, используемых в пищевой, химической промышленности и т.п.The utility model can find wide application in the processes of water purification, waste processing of chemical and engineering industries, and in other cases, for example, in the processes of preparing suspensions used in the food, chemical industry, etc.

Предлагаемое устройство имеет простую и легко технологически реализуемую конструкцию, обеспечивает при незначительных энергетических затратах активный контакт частиц адсорбента с загрязнителями очищаемой жидкости в течение любого заданного времени, достаточного для их эффективного удаления, позволяет быстро и полно сливать суспензию из емкости.The proposed device has a simple and easily technologically feasible design, provides for low energy costs, the active contact of the adsorbent particles with the contaminants of the liquid being cleaned for any given time, sufficient for their effective removal, allows you to quickly and completely drain the suspension from the tank.

Таким образом, устройство для очистки жидкости в слое псевдоожиженного адсорбента успешно решает поставленные технические задачи.Thus, a device for cleaning liquid in a bed of a fluidized adsorbent successfully solves the technical problems.

Claims

1. A device for cleaning liquid in a fluidized bed of an adsorbent, containing a container with a screw located in it, a drive for rotating the screw, loading elements into the container of liquid and adsorbent and draining the suspension obtained from mixing the container, characterized in that the container body has a cylindrical a form with its axis vertically located, the screw is made of two-way with the possibility of reverse rotation, is installed coaxially in the housing and has two sections of screw blades having the opposite direction of the screw the new line, and the total height of the screw blades on the lower section of the screw shaft is 3-4 times greater than the total height of the screw blades on the upper section of the screw shaft, while the screw is passed through a non-rotating pipe having a length shorter than the total length of the screw and can be fixedly fixed in the lower position when the lower end of the pipe is at the level of the lower end of the screw and in the upper position, when the upper end of the pipe is located below the upper edges of the screw blades of the upper section of the screw at a distance equal to the gap between the shaft of the screw and the inside renney surface of the pipe without contacting the disk in the form of inverted plates attached to the ends of the screw shaft and screw blades.

2. A device for cleaning liquid according to claim 1, characterized in that the inner diameter of the pipe is larger than the diameter of the screw by a minimum clearance sufficient to prevent the blades from getting caught in the pipe during rotation of the screw; the angle of elevation of the screw line of the screw blades is 20-25 ° from the diametric the plane of the screw, the length of the pipe is 2 times the height of the lower section of the screw and the distance from the upper end of the pipe in the lower position to the lower edges of the blades of the upper section of the screw is 2-3 pipe diameters, while the bottom is conical part of the container body, a slide gate valve is installed, the passage opening of which is 1.2-1.4 pipe diameters, and the lower edges of the screw blades are located above the gate valve at a distance of 1.0-1.2 of the diameter of its passage hole.