RU2111044C1 - Method for separating two-phase mixtures - Google Patents

Method for separating two-phase mixtures Download PDF

Info

Publication number
RU2111044C1
RU2111044C1 RU96122699A RU96122699A RU2111044C1 RU 2111044 C1 RU2111044 C1 RU 2111044C1 RU 96122699 A RU96122699 A RU 96122699A RU 96122699 A RU96122699 A RU 96122699A RU 2111044 C1 RU2111044 C1 RU 2111044C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
filter
cleaning
mixture
vortex
particles
Prior art date
Application number
RU96122699A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96122699A (en
Inventor
Арнольд Александрович Черников
Original Assignee
Арнольд Александрович Черников
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Арнольд Александрович Черников filed Critical Арнольд Александрович Черников
Priority to RU96122699A priority Critical patent/RU2111044C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2111044C1 publication Critical patent/RU2111044C1/en
Publication of RU96122699A publication Critical patent/RU96122699A/en

Links

Images

Landscapes

  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

FIELD: environmental control; cleaning of gases from aerosols; cleaning of liquids and condensate from suspended matter. SUBSTANCE: mixture to be separated into two individual phases is admitted into cleaning chambers arranged above surface of filtering element, followed by turbulizing admitted medium to such a point as to form vortex intended to clean filtering element from any adhering matter. Then portion of fluid medium laden with non-separable matter is again passed through filtering element, while remaining portion of it carrying separable matter is discharged from filtering element. EFFECT: higher efficiency. 5 dwg

Description

Изобретение касается разделения двухфазных смесей, содержащих текучую, газовую или жидкостную среду, перемешанную с жидкими или твердыми частицами. The invention relates to the separation of two-phase mixtures containing a fluid, gas or liquid medium mixed with liquid or solid particles.

Изобретение может быть использовано при очистке газов от аэрозолей или конденсата и жидкостей от взвесей, при разделении частиц, входящих в смеси, по размерам, при сгущении запылений газов и суспензий. The invention can be used in the purification of gases from aerosols or condensate and liquids from suspensions, in the separation of particles included in the mixture, by size, when thickening dust gases and suspensions.

Известен способ разделения двухфазных смесей, при котором смесь подводят к фильтрэлементу, часть текучей среды пропускают через фильтрующие отверстия элемента, а остальную часть среды с отделяемыми частицами отводят из фильтра. Основным недостатком этого способа является трудность удаления осадка с фильтрэлементами. A known method of separation of two-phase mixtures, in which the mixture is fed to the filter element, part of the fluid is passed through the filter holes of the element, and the rest of the medium with detachable particles is removed from the filter. The main disadvantage of this method is the difficulty of removing sediment with filter elements.

Известен рукавный фильтр (авт. св. N 309716), имеющий в донной части рукавов пылеотводящие отверстия. Рукава очищают от пыли ударами подвешенных в рукавах шнуров. Known bag filter (ed. St. N 309716), having dust extraction holes in the bottom of the sleeves. Sleeves are cleaned of dust by blows of cords suspended in the sleeves.

Известен также фильтр-сгуститель непрерывного действия с жесткими фильтрэлементами (авт. св. N 978892). В этом фильтре осадок удаляют с элементов за счет смыва его потоком суспензии. Also known is a continuous thickener filter thickener with rigid filter elements (ed. St. N 978892). In this filter, the precipitate is removed from the elements by flushing it with a suspension stream.

Известен также щелевой фильтр с жесткими фильтрэлементами (авт.св. N 719663). В фильтре осадок удаляют вращающимся скребком. Also known is a slotted filter with rigid filter elements (ed. St. N 719663). In the filter, the precipitate is removed by a rotating scraper.

Известен также фильтр для очистки жидкости с эластичными рукавами (авт. св. N 1681896). Для очистки рукавов производят периодическое схлопывание их под перепадом давлений. Also known is a filter for cleaning liquids with elastic sleeves (ed. St. N 1681896). To clean the sleeves, they are periodically collapsed under a differential pressure.

Все указанные способы разделения смесей отличаются сложностью системы очистки, недостаточной надежностью и отказом от непрерывности работы фильтра. All of these methods for the separation of mixtures are distinguished by the complexity of the cleaning system, insufficient reliability and the rejection of the continuity of the filter.

Известен также фильтр для разделения шлама и жидкости (авт.св. N 1792722, кл. B 01 D 29/00). Фильтр имеет кожух, опорный элемент в виде усеченного конуса и закрепленную на опорном элементе сетку. В фильтре осадок смывают с сетки за счет поддержания скорости смеси при протекании ее через сужающийся конус. Указанный способ принят за прототип предлагаемого. Also known is a filter for separating sludge and liquid (ed. St. N 1792722, class B 01 D 29/00). The filter has a casing, a support element in the form of a truncated cone and a mesh fixed to the support element. In the filter, the precipitate is washed off the mesh by maintaining the speed of the mixture when it flows through a tapering cone. The specified method is adopted as a prototype of the proposed.

Существенным недостатком этого способа разделения смеси является ненадежность очистки фильтра. При фильтрации среды через поры фильтрматериала отделяемые частицы увлекаются потоком среды и притягиваются к входу отверстий пор. Образующееся сужение потока создает перепад давлений, который прижимает частицу к отверстию. Сужение "забивается" частицами меньших размеров, которые не должны были отделяться от среды. При этом изменяются гидравлические характеристики фильтрэлемента и фильтр начинает работать в нерасчетном режиме. С другой стороны, образовавшийся слой осадка обтекается основным потоком и может быть смыт только при большой его скорости, что требует повышения гидравлических потерь в фильтре. A significant disadvantage of this method of separation of the mixture is the unreliability of cleaning the filter. When filtering the medium through the pores of the filter material, the separated particles are carried away by the flow of the medium and are attracted to the inlet of the pore openings. The resulting narrowing of the flow creates a pressure drop that presses the particle against the hole. The narrowing is "clogged" with particles of smaller sizes, which should not have been separated from the medium. In this case, the hydraulic characteristics of the filter element are changed and the filter starts to work in an off-design mode. On the other hand, the sediment layer formed flows around the main stream and can only be washed off at a high speed, which requires an increase in hydraulic losses in the filter.

Указанные недостатки устраняются при разделении смесей по предлагаемому способу. These disadvantages are eliminated by the separation of mixtures of the proposed method.

По этому способу так же, как по известному, смесь текучей газовой или жидкостной среды с твердыми или жидкими частицами подводят к фильтрэлементу, часть текучей среды с неотделяемыми частицами пропускают через фильтрэлемент, а остальную часть текучей среды с отделяемыми частицами отводят от фильтрэлемента. According to this method, as well as according to the known method, a mixture of a fluid gas or liquid medium with solid or liquid particles is fed to the filter element, a part of the fluid with inseparable particles is passed through the filter element, and the rest of the fluid with detachable particles is diverted from the filter element.

По этому способу, в отличие от известного, двухфазную смесь до ее разделения подводят в очистные камеры над поверхностью фильтрэлемента, а в каждой камере формируют вихрь с возможностью самоочистки им фильтрэлемента от отделяемых частиц. According to this method, in contrast to the known method, a two-phase mixture is fed into the treatment chambers above the filter element surface before separation, and a vortex is formed in each chamber with the possibility of self-cleaning of the filter element from the separated particles.

Изобретение основано на известном законе гидродинамики сред: при обтекании потоком поверхности за уступом, лежащим ниже поверхности, возбуждается вихрь. Углубление, ограниченное двумя встречными уступами, образует прямоугольную нишу, или камеру, которая заполняется устойчивым вихрем. Предлагается подводить двухфазную смесь к фильтрэлементу через такие камеры. При работе фильтра в каждой камере за передним уступом устанавливается вихрь, который занимает часть камеры и обтекается основным потоком и протоком смеси, входящим в камеру. При этом часть отделяемых частиц увлекается вихрем и возвращается им в основной поток. Остальные частицы оседают на фильтре. При "забивании" фильтра расход смеси через камеру уменьшается, а вихрь увеличивается в размерах и, захватывая поверхность фильтра, очищает ее от осадка. При полном засорении фильтра вихрь занимает всю камеру и выносит из нее накопившийся осадок, восстанавливая проток среды через фильтр. The invention is based on the well-known law of fluid dynamics: when a stream flows around a surface behind a ledge lying below the surface, a vortex is excited. The recess, limited by two oncoming ledges, forms a rectangular niche, or chamber, which is filled with a stable vortex. It is proposed to supply a two-phase mixture to the filter element through such chambers. When the filter is in operation, a vortex is installed in each chamber behind the front ledge, which occupies part of the chamber and flows around the main stream and the mixture flow entering the chamber. In this case, part of the separated particles is carried away by the vortex and returned to it in the main stream. The remaining particles are deposited on the filter. When the filter is clogged, the flow rate of the mixture through the chamber decreases, and the vortex increases in size and, capturing the surface of the filter, clears it of sediment. When the filter is completely clogged, the vortex occupies the entire chamber and removes the accumulated sediment from it, restoring the flow of the medium through the filter.

Интенсивность вихря зависит от скорости потока, формы переднего уступа и размеров камеры. Так, на прямом уступе скорость газового потока, при котором возбуждается вихрь, составляет 5 - 10 м/с при нормальном давлении. В потоке воды вихрь возбуждается на прямом уступе при меньших скоростях потока. С увеличением скорости потока интенсивность вихря возрастет. Формированию вихря способствуют также острый угол переднего уступа и заострение кромки на грани уступа. The vortex intensity depends on the flow rate, the shape of the front ledge and the size of the chamber. So, on a direct step, the gas flow velocity at which the vortex is excited is 5–10 m / s at normal pressure. In a water stream, a vortex is excited on a straight ledge at lower flow rates. With increasing flow velocity, the vortex intensity will increase. The formation of a vortex is also facilitated by the acute angle of the front ledge and the sharpening of the edge on the edge of the ledge.

На фиг. 1 и 2 представлен фильтр по примеру 1; на фиг. 3 - узел 1 на фиг. 1, поясняющий устройство и работу очистительного и фильтрующего элементов; на фиг. 4 - фильтр по примеру 2, разрез; на фиг. 5 - узел II на фиг. 4. In FIG. 1 and 2 show the filter of example 1; in FIG. 3 - node 1 in FIG. 1, explaining the device and the operation of the cleaning and filtering elements; in FIG. 4 - filter according to example 2, section; in FIG. 5 - node II in FIG. 4.

Пример 1. Фильтр для очистки воздуха от пыли (фиг. 1 и 2) состоит из корпуса 1 с подводом 2 запыленного воздуха и выводом 3 уловленной пыли, крышки 4 с отводом 5 очищенного воздуха, очистительного элемента 6 и фильтрующего элемента 7. Последние выполнены в виде плоских пластин, закрепленных между корпусом 1 и крышкой 4. Корпус 1 имеет сужающийся по потоку канал. Элемент 6 выполнен в виде решетки с пазами 8, перпендикулярными потоку смеси. Решетка скреплена перемычками 9 и прижата нижней поверхностью к элементу 7, представляющему собой жесткую пористую проницаемую пластину. Пазы 8 с элементом 7 образуют камеры 10. Example 1. The filter for cleaning air from dust (Figs. 1 and 2) consists of a housing 1 with a supply of 2 dusty air and an outlet 3 of captured dust, a cover 4 with an outlet 5 of purified air, a cleaning element 6 and a filter element 7. The latter are made in in the form of flat plates fixed between the housing 1 and the cover 4. The housing 1 has a channel narrowing downstream. Element 6 is made in the form of a lattice with grooves 8 perpendicular to the flow of the mixture. The lattice is fastened by jumpers 9 and pressed against the bottom surface to the element 7, which is a rigid porous permeable plate. The grooves 8 with the element 7 form a chamber 10.

Фильтр работает следующим образом. При пропускании запыленного воздуха через корпус 1 над элементом 6 устанавливается поток смеси с постоянной скоростью. Смесь поступает в камеры 10 и воздух с неотделяемой пылью фильтруется через элемент 7 в крышку 4 и выходит через отвод 5. Отделяемая пыль с частью воздуха выходит из фильтра через вывод 3. The filter works as follows. When passing dusty air through the housing 1 above the element 6 establishes the flow of the mixture at a constant speed. The mixture enters the chambers 10 and the air with non-separable dust is filtered through the element 7 into the cover 4 and exits through the outlet 5. Separated dust with part of the air exits the filter through the outlet 3.

В камерах 10 возбуждаются и устанавливаются стационарные вихри 11, которые отбрасываются в поток попадающие на них частицы пыли как из основного потока, так и из протоков через камеры 10. Вихрь 11a не мешает протоку смеси к фильтрующей поверхности. При частичном засорении элемента 7 проток смеси через камеру 10 уменьшается и при этом вихрь 11б увеличивается в размере и омывает часть фильтрующей поверхности элемента 7, очищая ее от пыли. В случае полного запирания камеры 10 вихрь 11в полностью заполняет ее и освобождает от осадка пыли. После этого восстанавливается проток через камеру 10 и вихрь возвращается к начальным размерам 11а. In chambers 10, stationary vortices 11 are excited and installed, which dust particles falling on them both from the main stream and from the ducts through the chambers 10 are thrown into the stream. The vortex 11a does not interfere with the flow of the mixture to the filter surface. With a partial clogging of the element 7, the flow of the mixture through the chamber 10 decreases and the vortex 11b increases in size and washes part of the filtering surface of the element 7, cleaning it of dust. If the chamber 10 is completely locked, the vortex 11b completely fills it and releases dust from the sediment. After this, the flow through the chamber 10 is restored and the vortex returns to the initial dimensions 11a.

Пример 2. Фильтр для отделения взвеси от жидкости показан на фиг. 3. Фильтр имеет цилиндрический корпус 12 с подводом 13 пульпы, отводом 14 фильтрата и выводом 15 шлама. В корпусе установлен фильтрэлемент 16 в виде жесткого усеченного конуса из пористого проницаемого материала. Внутри фильтрэлемента 16 установлены кольца 17, разделенные проставками 18. Элемент 16 с кольцами 17 образует камеры 19, в которых при работе фильтра возбуждаются гидродинамические вихри 20. Вихри имеют замкнутую торообразную форму, обеспечивающую большую устойчивость вихря и меньшую скорость и энергию его возбуждения. Example 2. A filter for separating the suspension from the liquid is shown in FIG. 3. The filter has a cylindrical housing 12 with an inlet 13 of the pulp, an outlet 14 of the filtrate and an outlet 15 of the sludge. A filter element 16 is installed in the housing in the form of a rigid truncated cone of porous permeable material. Rings 17 are installed inside the filter element 16, separated by spacers 18. The element 16 with rings 17 forms chambers 19 in which hydrodynamic vortices are excited during operation of the filter 20. The vortices have a closed toroidal shape, which provides greater stability of the vortex and lower speed and energy of its excitation.

Описанный фильтр работает аналогично фильтру, приведенному в примере 1. The described filter works similarly to the filter shown in example 1.

Предложенный способ разделения смеси отличается от известных простотой, надежностью, непрерывностью действия за счет самоочищения фильтрэлемента от осадка. The proposed method for the separation of the mixture differs from the known simplicity, reliability, continuity of action due to self-cleaning of the filter element from the precipitate.

Способ применим для потоков с различной формой рабочей поверхности фильтра: плоской, цилиндрической, конической, дисковой и для различных форм камеры: линейной, кольцевой, спиральной и др. The method is applicable for flows with various shapes of the filter’s working surface: flat, cylindrical, conical, disk, and for various camera shapes: linear, annular, spiral, etc.

Предложенный способ позволяет разделять смеси в широком диапазоне ее параметров - давлений, скоростей, температур и плотностей ее рабочих тел, размеров и концентраций твердых частиц. С увеличением скорости потока эффективность работы вихрей возрастает прогрессивно. The proposed method allows to separate the mixture in a wide range of its parameters - pressures, speeds, temperatures and densities of its working bodies, sizes and concentrations of solid particles. With increasing flow velocity, the vortex efficiency increases progressively.

Claims (1)

Способ разделения двухфазных смесей, при котором смесь текучей газовой или жидкостной среды с твердыми или жидкими частицами подводят к фильтрэлементу, часть текучей среды с неотделяемыми частицами пропускают через фильтрэлемент, а остальную часть текучей среды с отделяемыми частицами отводят от фильтрэлемента, отличающийся тем, что двухфазную смесь до ее разделения подводят в очистные камеры над поверхностью фильтрэлемента, а в каждой камере формируют вихрь с возможностью самоочистки им фильтрэлемента от отделяемых частиц. The method of separation of two-phase mixtures, in which a mixture of a fluid gas or liquid medium with solid or liquid particles is supplied to the filter element, a part of the fluid with non-detachable particles is passed through the filter element, and the rest of the fluid with detachable particles is diverted from the filter element, characterized in that the two-phase mixture before its separation, they are led into the treatment chambers above the surface of the filter element, and in each chamber a vortex is formed with the possibility of self-cleaning by it of the filter element from the separated particles.
RU96122699A 1996-11-27 1996-11-27 Method for separating two-phase mixtures RU2111044C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96122699A RU2111044C1 (en) 1996-11-27 1996-11-27 Method for separating two-phase mixtures

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96122699A RU2111044C1 (en) 1996-11-27 1996-11-27 Method for separating two-phase mixtures

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2111044C1 true RU2111044C1 (en) 1998-05-20
RU96122699A RU96122699A (en) 1998-09-20

Family

ID=20187665

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96122699A RU2111044C1 (en) 1996-11-27 1996-11-27 Method for separating two-phase mixtures

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2111044C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999051329A1 (en) * 1998-04-02 1999-10-14 Aligned Concepts Pty. Ltd. A filtration device and a screening device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999051329A1 (en) * 1998-04-02 1999-10-14 Aligned Concepts Pty. Ltd. A filtration device and a screening device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6450056B1 (en) Operation method of filtration device
US3443696A (en) Solid-fluid separating device
WO2001097939A3 (en) Pressure liquid filtration with ultrasonic bridging prevention
WO1993001877A1 (en) Separator
US10780378B2 (en) Process for filtration of fluids and filter apparatus for performing the process
US7727386B2 (en) Voraxial filtration system with self-cleaning auxiliary filtration apparatus
US4328098A (en) Filter apparatus
JP2002336615A (en) Filtration equipment
EA199900340A1 (en) FILTRATION DEVICE
US11338232B2 (en) Efficient non-clogging inertial vortex type particle scrubber
RU2111044C1 (en) Method for separating two-phase mixtures
RU2472570C1 (en) Gas separator
JP2003181219A (en) Apparatus and system for filtering industrial oil
US10343120B2 (en) Dynamic filtration technology
KR101248124B1 (en) Methods and systems for filtration
KR100606602B1 (en) The filter system can be cleaning to use ultrasonic vibrations and how to clean it
EP1874428A1 (en) Voraxial filtration system with self-cleaning auxiliary filtration apparatus
KR200355755Y1 (en) The filter system can be cleaning to use ultrasonic vibrations
JPH0824533A (en) Filter
JPH05269405A (en) Apparatus for purifying processed liquid
SU1043882A1 (en) Centrifuge
SU969324A1 (en) Hydrocyclone for thickening liquid manure
KR20030045902A (en) Clarifier having filter media and a sludge collector with a back fresh function
RU2102114C1 (en) Vortex-dynamic separator
RU1813578C (en) Aerodynamic cyclone separator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20081128