RU2215591C1

RU2215591C1 - Hydraulic cyclone (versions)

Info

Publication number: RU2215591C1
Application number: RU2002122481/12A
Authority: RU
Inventors: рев Г.В. Дегт; Г.В. Дегтярев; рева О.Г. Дегт; О.Г. Дегтярева; Д.Л. Айвазов
Original assignee: Кубанский государственный аграрный университет
Priority date: 2002-08-19
Filing date: 2002-08-19
Publication date: 2003-11-10
Also published as: RU2002122481A

Abstract

FIELD: continuous treatment and separation of agents contained in industrial and domestic waste water by specific gravities. SUBSTANCE: hydraulic cyclone 1 has taper and cylindrical form and is provided with supply branch pipe 2, drain branch pipe 2 and sand branch pipe 3; germicidal lamp 5 placed in quartz casing 6 is mounted along central axis: in center according to first version and in drain branch pipe according to second version and simultaneously in center of hydraulic cylinder and in its drain branch pipe according to third version. EFFECT: enhanced functional capabilities; intensification of process. 4 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других сточных водах, и может найти применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке дождевых и ливневых вод. The invention relates to devices for continuous processing and separation by specific gravity of substances in industrial, domestic and other wastewater, and can find application in chemical, food and other industries, as well as in public utilities in the treatment of rain and storm water.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, у которого в конической части, одно над другим, по высоте, установлены эжектирующие сопла по касательной к поверхности конуса и под углом к его образующей (авт. св. СССР 1132985, МКИ В 04 С 5/16, Б.И. 1, 1985). A hydrocyclone is known containing a cylindrical conical housing with a tangential inlet, drain and sand nozzles, in which in the conical part, one above the other, in height, ejector nozzles are installed tangentially to the surface of the cone and at an angle to its generatrix (ed. St. USSR 1132985, MKI B 04 C 5/16, B.I. 1, 1985).

Недостатком данного гидроциклона является то, что в нем не предусмотрено никакого воздействия на бактерии, содержащиеся в воде. The disadvantage of this hydrocyclone is that it does not provide any effect on the bacteria contained in the water.

Известен электромагнитный гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, цилиндрическая часть которого снабжена электромагнитной системой, предназначенной для создания вращающегося электромагнитного поля (Найденко В.В. Применение математических методов и ЭВМ для оптимизации и управления процессами разделения суспензий в гидроциклонах. Горький, Волго-Вятское кн. изд-во, 1976, с. 36). An electromagnetic hydrocyclone is known, including a cylindrical-conical housing with a tangential inlet, drain and sand nozzles, the cylindrical part of which is equipped with an electromagnetic system designed to create a rotating electromagnetic field (V.V. Naidenko. Application of mathematical methods and computers to optimize and control the separation of suspensions in hydrocyclones. Gorky, Volga-Vyatka Prince Publishing House, 1976, p. 36).

Недостатком данного гидроциклона является то, что интенсифицировать процесс разделения можно лишь по суспензиям, содержащим магнитные частицы, и не предусматривается выбор параметров тока, губительно воздействующих на микрофлору обрабатываемой воды. The disadvantage of this hydrocyclone is that it is possible to intensify the separation process only for suspensions containing magnetic particles, and the choice of current parameters that are detrimental to the microflora of the treated water is not provided.

Техническим решением задачи изобретения является расширение функциональных возможностей гидроциклонов, а также интенсификация процесса обработки больших объемов воды за малый промежуток времени. The technical solution to the problem of the invention is to expand the functionality of hydrocyclones, as well as the intensification of the processing of large volumes of water in a short period of time.

Задача достигается тем, что в гидроциклоне по первому варианту, выполненном в виде цилиндроконического корпуса с питающим, сливным и песковым патрубками, по центральной оси во внутреннем потоке установлена бактерицидная лампа в герметичном защитном чехле из кварцевого стекла с подводящей и отводящей трубками, причем первая выведена наружу через песковый патрубок, а отводящая трубка расположена по центральной оси и заканчивается у сливного патрубка, кроме того, в гидроциклоне, по второму варианту, может быть установлена бактерицидная лампа внутри сливного патрубка, в этом случае его внутренние стенки, в месте установки лампы выполняются из материала с высокой отражающей способностью, причем, тогда подводящую трубку выводят через сливной патрубок, а отводящую располагают на центральной оси и заканчивается она на входе в сливной патрубок. Как третий вариант, возможна установка бактерицидных ламп одновременно как во внутреннем потоке гидроциклона, так и в его сливном патрубке. The objective is achieved in that in the hydrocyclone according to the first embodiment, made in the form of a cylindrical-conical housing with supply, drain and sand nozzles, a bactericidal lamp is installed along the central axis in the internal stream in a sealed protective case made of quartz glass with inlet and outlet tubes, the first being brought out through the sand pipe, and the outlet pipe is located on the central axis and ends at the drain pipe, in addition, in the hydrocyclone, according to the second option, can be installed bactericidal MPa inside the spout, in this case its inner wall, in the place of installation of the lamp are made of material with high reflectivity, and then the supply tube is discharged via the spout, and a receding on the central axis and ends it at the entrance to the spout. As a third option, it is possible to install bactericidal lamps at the same time both in the internal flow of the hydrocyclone and in its drain pipe.

Сопоставительный анализ заявляемых гидроциклонов с прототипом показывает, что установка бактерицидных ламп в теле гидроциклона будет обеспечивать бактерицидную обработку воды, в то время как в гидроциклоне осуществляется отделение любых включений, удельный вес которых больше воды, причем все эти процессы будут осуществляться непрерывно, а вывод подводящих трубок от герметичного чехла из тела гидроциклона и расположение отводящих трубок от чехла у сливного патрубка способствуют, за счет циркуляции воздуха, вследствие разности давлений воды внутри и снаружи гидроциклона, охлаждению ламп и дополнительному насыщению воды воздухом. Этот процесс может также осуществляться и при принудительной подаче воздуха в чехол. Таким образом, заявляемые гидроциклоны соответствуют критерию "новизна". Сравнительный анализ заявляемых устройств с другими решениями в данной области не позволил выявить в них признаки, отличающие заявляемые решения от прототипа, что позволяет сделать вывод о их соответствии критерию "существенные отличия". A comparative analysis of the inventive hydrocyclones with the prototype shows that the installation of bactericidal lamps in the body of the hydrocyclone will provide bactericidal treatment of water, while in the hydrocyclone any inclusions are carried out, the specific gravity of which is more than water, all these processes will be carried out continuously, and the lead-out tubes will be removed from the sealed cover from the body of the hydrocyclone and the location of the outlet tubes from the cover at the drain pipe contribute, due to air circulation, due to the pressure difference water inside and outside the hydrocyclone, lamp cooling and additional saturation of water with air. This process can also be carried out with forced air supply into the cover. Thus, the inventive hydrocyclones meet the criterion of "novelty." A comparative analysis of the claimed devices with other solutions in this area did not allow to reveal in them the signs that distinguish the claimed solutions from the prototype, which allows us to conclude that they meet the criterion of "significant differences".

Сущность изобретения поясняется чертежами, на фиг.1 изображен общий вид гидроциклона при установке бактерицидной лампы в защитном чехле, по центральной оси аппарата, во внутреннем потоке (первый вариант); на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - общий вид гидроциклона (второй вариант), при установке бактерицидной лампы в защитном чехле, по центральной оси аппарата, но внутри сливного патрубка; на фиг.4 - разрез по Б-Б фиг.3; на фиг.5 - общий вид гидроциклона (третий вариант), при установке бактерицидных ламп в защитных чехлах, одновременно, во внутреннем потоке гидроциклона и в сливном патрубке; на фиг.6 - разрез по В-В фиг.5. The invention is illustrated by drawings, figure 1 shows a General view of a hydrocyclone when installing a bactericidal lamp in a protective case, along the central axis of the apparatus, in the internal stream (first option); figure 2 is a section along aa of figure 1; figure 3 is a General view of a hydrocyclone (second option), when installing a bactericidal lamp in a protective case, along the central axis of the apparatus, but inside the drain pipe; figure 4 is a section along BB of figure 3; figure 5 - General view of the hydrocyclone (third option), when installing bactericidal lamps in protective covers, at the same time, in the internal flow of the hydrocyclone and in the drain pipe; figure 6 is a section along bb In figure 5.

Гидроциклоны для обработки воды (по трем вариантам) включают следующие общие элементы: корпус цилиндроконический 1, к которому тангенциально подходит питающий патрубок 2, на центральной оси аппарата расположены с одной стороны сливной патрубок 3, а с противоположной - песковый патрубок 4. Далее, по первому варианту, в гидроциклоне на центральной оси, во внутреннем потоке, устанавливают бактерицидную лампу 5 (см. фиг.1 и фиг.2), заключенную в защитный чехол 6, из кварцевого стекла, с подводящей 7 и отводящей 8 трубками, причем подводящая трубка 7 выведена наружу аппарата через песковой патрубок, а отводящая трубка 8 заканчивается у входа в сливной патрубок внутри аппарата. Hydrocyclones for water treatment (in three versions) include the following common elements: cylinder-conical housing 1, to which the supply pipe 2 tangentially fits, on the central axis of the apparatus drain pipe 3 is located on one side, and a sand pipe 4 on the opposite side. Next, according to the first variant, in a hydrocyclone on the central axis, in the internal flow, a bactericidal lamp 5 is installed (see Fig. 1 and Fig. 2), enclosed in a protective case 6, made of quartz glass, with inlet 7 and outlet 8 tubes, and the inlet tube 7 vyv is connected to the outside of the apparatus through the sand pipe, and the discharge pipe 8 ends at the entrance to the drain pipe inside the device.

По второму варианту в гидроциклоне, бактерицидную лампу 5, заключенную в защитный чехол 6, из кварцевого стекла, с подводящей 7 и отводящей 8 трубками, устанавливают внутри сливного патрубка, причем подводящая трубка 7 выведена наружу аппарата через сливной патрубок, а отводящая трубка 8 заканчивается у входа в сливной патрубок, при этом внутренняя поверхность сливного патрубка в месте установки бактерицидной лампы 9 выполнена из материала с высокой отражающей способностью (см. фиг.3 и фиг.4). According to the second option, in a hydrocyclone, a bactericidal lamp 5, enclosed in a protective case 6, made of quartz glass, with a supply pipe 7 and a discharge pipe 8, is installed inside the drain pipe, and the supply pipe 7 is led outside the apparatus through the drain pipe, and the discharge pipe 8 ends at the entrance to the drain pipe, while the inner surface of the drain pipe at the installation site of the bactericidal lamp 9 is made of material with high reflectivity (see figure 3 and figure 4).

По третьему варианту в гидроциклоне устанавливают бактерицидные лампы 5, заключенные в защитные чехлы 6, из кварцевого стекла, с подводящими 7 и отводящими 8 трубками, одновременно, во внутреннем потоке и внутри сливного патрубка 3, при этом внутренняя поверхность сливного патрубка в месте установки бактерицидной лампы 9 выполнена из материала с высокой отражающей способностью, то есть, реализуя вместе первый и второй варианты исполнения гидроциклонов (см. фиг.5 и фиг.6). According to the third embodiment, bactericidal lamps 5 are installed in the hydrocyclone, enclosed in protective covers 6, made of quartz glass, with inlet 7 and 8 outlet tubes, at the same time, in the internal flow and inside the drain pipe 3, while the inner surface of the drain pipe at the installation site of the bactericidal lamp 9 is made of a highly reflective material, that is, realizing together the first and second embodiments of hydrocyclones (see FIG. 5 and FIG. 6).

Гидроциклоны по трем вариантам, при обработке воды, принципиально работают следующим образом: загрязненная вода подается под напором, полученным за счет естественного перепада местности или механического привода (насоса) под напором, либо за счет вакуума в корпус цилиндроконического гидроциклона 1, через тангенциально расположенный питающий патрубок 2. Вследствие такого подвода воды она приобретает в теле гидроциклона 1 вращательное движение, центробежные силы, возникающие при этом, выделят из воды все включения, удельный вес которых больше веса воды, и отожмут эту часть потока к стенке гидроциклона и под действием того же напора, эта часть будет выведена наружу, через песковый патрубок 4. Основная же часть потока, уже осветленная, поворачивает на 180^o, образует внутренний, также вращающийся поток, но направляющийся к сливному патрубку 3. На центральной оси гидроциклона 1, при его работе, образуется воздушный шнур, вследствие разрыва сплошности потока под действием центробежных сил, когда радиус приближается к "0", то угловая скорость потока будет стремиться к бесконечности. Далее, по первому варианту, в воздушном шнуре, во внутреннем потоке устанавливают бактерицидную лампу 5 в чехле 6. Вследствие того, что в гидроциклоне 1 поток движется, вращаясь вначале во внешнем потоке, а затем, очистившись от различных включений, более осветленный, поворачивает на 180^o и опять вращается вокруг бактерицидной лампы 5, расположенной во внутреннем потоке, происходит интенсивное обеззараживание, чему также способствует активное насыщение воды озонированным газом, полученным в результате ионизации кислорода воздуха, прошедшего вдоль бактерицидной лампы 5. Интенсивное вращательное движение внутреннего потока, входящего в сливной патрубок 3, способствует захвату воздуха из образовавшегося воздушного шнура на центральной оси гидроциклона 1 и насыщению им воды, также это явление способствует понижению давления в области воздушного шнура, примыкающего к сливному патрубку, вот почему именно здесь располагается конец от отводящей трубки 8 кварцевого чехла 6, а подводящая трубка 7 выведена наружу через песковый патрубок 4. Именно такое расположение подводящей 7 и отводящей 8 трубок при отводе воздуха от защитного чехла 6 способствует организации движения воздушных масс в нем и дополнительному охлаждению лампы, в совокупности с основным охлаждением за счет омывания чехла водой. С целью интенсификации охлаждения лампы 5, возможен принудительный продув чехла 6 через подводящую 7 и отводящую 8 трубки.Hydrocyclones according to three options, when treating water, basically work as follows: contaminated water is supplied under pressure obtained due to the natural difference in terrain or a mechanical drive (pump) under pressure, or due to vacuum into the housing of the cylinder-conical hydrocyclone 1, through a tangentially located supply pipe 2. As a result of such a supply of water, it acquires a rotational motion in the body of the hydrocyclone 1, the centrifugal forces arising from this will release all inclusions from the water, the specific gravity of which is greater more than the weight of water, and this part of the stream will be squeezed out to the wall of the hydrocyclone and under the same pressure, this part will be brought out through the sand pipe 4. The main part of the stream, already clarified, turns 180 ^o , forms an internal, also rotating stream, but heading to the drain pipe 3. On the central axis of the hydrocyclone 1, during its operation, an air cord forms, due to the discontinuity of the flow continuity under the action of centrifugal forces, when the radius approaches “0”, the angular flow velocity will tend to infinity. Further, according to the first embodiment, a bactericidal lamp 5 is installed in the inner stream in the inner stream 5. In the hydrocyclone 1, due to the fact that in the hydrocyclone 1 the stream moves, turning first in the external stream, and then, having cleared of various inclusions, more clarified, turns on ^o and 180 again rotates around the germicidal lamp 5 disposed in the internal stream, an intensive disinfection, which also contributes to actively ozonized gas water saturation, resulting from the ionization of atmospheric oxygen, proshedsheg along the bactericidal lamp 5. Intensive rotational movement of the internal flow entering the drain pipe 3, helps to capture air from the formed air cord on the central axis of the hydrocyclone 1 and saturate it with water, this phenomenon also helps to reduce the pressure in the region of the air cord adjacent to the drain pipe, that is why it is here that the end from the outlet tube 8 of the quartz cover 6 is located, and the inlet tube 7 is brought out through the sand pipe 4. This is exactly the location of the inlet 7 and the outlet 8 yaschey air tubes for retraction of the protective cover 6 promotes organization air mass movement therein, and further cooling the lamp, together with the main cooling due to water washing sheath. In order to intensify the cooling of the lamp 5, a forced blowing of the cover 6 through the inlet 7 and the outlet 8 of the tube is possible.

По второму варианту принцип работы гидроциклона остается аналогичным первому варианту, с той лишь разницей, что расположение бактерицидной лампы 5 в защитном чехле 6, в сливном патрубке 3 аппарата, когда его внутренняя поверхность 9, в месте установки лампы 5, выполнена из материала с высокой отражающей способностью, а подводящая трубка 7 выведена наружу через сливной патрубок 3, при этом отводящая трубка 8 заканчивается у входа в данный патрубок, будет способствовать повышению эффективности и интенсификации обеззараживания воды. According to the second option, the principle of operation of the hydrocyclone remains the same as the first option, with the only difference being that the location of the bactericidal lamp 5 in the protective cover 6, in the drain pipe 3 of the device, when its inner surface 9, at the place of installation of the lamp 5, is made of highly reflective material ability, and the supply pipe 7 is brought out through the drain pipe 3, while the discharge pipe 8 ends at the entrance to this pipe, will increase the efficiency and intensification of water disinfection.

Работа гидроциклона, по третьему варианту конструктивного исполнения, когда бактерицидные лампы 5 в защитных чехлах 6, с подводящими 7 и отводящими 8 трубками, установлены одновременно во внутреннем потоке и в сливном патрубке 3, в принципе будет аналогична работе гидроциклонов конструктивного исполнения по первому и второму вариантам, с той лишь разницей, что степень обеззараживания воды, в связи с увеличением мощности и продолжительности облучения, будет углубленной. The operation of the hydrocyclone according to the third embodiment, when the bactericidal lamps 5 in protective covers 6, with inlet 7 and outlet 8 tubes are installed simultaneously in the internal flow and in the drain pipe 3, will in principle be similar to the operation of hydrocyclones in the first and second variants , with the only difference being that the degree of water disinfection, in connection with an increase in the power and duration of irradiation, will be deepened.

Повышение эффективности обеззараживания воды заключается в комплексности ее обработки. Это очистка от различных включений, ультрафиолетовое облучение, озонирование, активное насыщение воды воздухом, что способствует обработке большого количества воды за малые промежутки времени, за счет увеличения интенсивности светового облучения и повышения коэффициента полезного действия его использования. Improving the effectiveness of water disinfection is the complexity of its treatment. This purification from various inclusions, ultraviolet irradiation, ozonation, the active saturation of water with air, which contributes to the processing of large quantities of water for short periods of time, by increasing the intensity of light irradiation and increasing the efficiency of its use.

Claims

1. A hydrocyclone comprising a cylinder-conical housing with a tangential supply, drain and sand nozzles, characterized in that a bactericidal lamp is installed in its inner axis in the inner stream in a sealed protective case, the inlet pipe to which is led out through the sand pipe, and the outlet pipe ends at the entrance to the drain pipe.

2. The hydrocyclone according to claim 1, characterized in that it is provided with an additional bactericidal lamp mounted along its central axis inside the drain pipe in a sealed protective case, the supply pipe to which is led out through the drain pipe, and the discharge pipe ends at the entrance to the drain pipe, moreover, the inner surface of the drain pipe at the installation site of the bactericidal lamp is made of a material with high reflectivity.

3. A hydrocyclone, including a cylinder-conical housing with a tangential supply, drain and sand nozzles, characterized in that a bactericidal lamp is installed in a sealed protective cover along its central axis inside the drain nozzle, the inlet tube to which is led out through the drain nozzle, and the outlet tube ends at the entrance to the drain pipe, and the inner surface of the drain pipe at the installation site of the bactericidal lamp is made of a material with high reflectivity.

4. The hydrocyclone according to claim 3, characterized in that it is equipped with an additional bactericidal lamp installed along its central axis in the internal flow in a sealed protective case, the supply pipe to which is led out through the sand pipe, and the discharge pipe ends at the entrance to the drain pipe.