RU2226419C1 - Centrifugal type device for purification of liquid from dispersible impurities - Google Patents

Centrifugal type device for purification of liquid from dispersible impurities Download PDF

Info

Publication number
RU2226419C1
RU2226419C1 RU2003110589/15A RU2003110589A RU2226419C1 RU 2226419 C1 RU2226419 C1 RU 2226419C1 RU 2003110589/15 A RU2003110589/15 A RU 2003110589/15A RU 2003110589 A RU2003110589 A RU 2003110589A RU 2226419 C1 RU2226419 C1 RU 2226419C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cone
stage
liquid
purification
cones
Prior art date
Application number
RU2003110589/15A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.В. Ганичев
Е.Н. Калинин
В.В. Козлов
Original Assignee
Ганичев Игорь Васильевич
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 Ганичев Игорь Васильевич filed Critical Ганичев Игорь Васильевич
Priority to RU2003110589/15A priority Critical patent/RU2226419C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2226419C1 publication Critical patent/RU2226419C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

FIELD: chemical and textile industries. SUBSTANCE: the invention presents a centrifugal type device for purification of liquids from dispersible impurities. The invention is pertinent to the devices used for realization of processes of purification of sewage and other liquids containing dispersible impurities and may be applied in the textile, chemical and other branches of industry. The device contains a body, a cone-shaped filtering surface with a system of its coercive rotation, a system of a liquid supply, collection and unloading with branch pipes. The filtering surface additionally has two concentrically installed cone-shaped surfaces with increasing in 1.2 1.5 times angles at an apex of each of the cones as compared with a previous stage and with sizes of their filtrating holes changing from a cone to a cone in a ratio of 1000:100:1 in a direction from the cones rotational axis to peripherals. An internal cone stage is perforated, an intermediate stage is made in the form of a microfilter, an external stage is an ultrafilter. The system of unloading of each cone has feedback with the supply system through a pipeline. Technical result is an increase of a surface of separation and improved selective capacity of the device. EFFECT: increase of the surface of separation, improvement of the device selective capacity. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для реализации процессов очистки сточных вод и других жидкостей, содержащих дисперсные примеси, и может быть использовано в текстильной, химической и других отраслях промышленного производства.The invention relates to devices for the implementation of wastewater and other liquids containing dispersed impurities, and can be used in textile, chemical and other industries.

Известны фильтрующие центрифуги [1, 2], используемые для разделения суспензий при требовании глубокого обезвоживания и высокой степени промывки осадка, а также для отжима нетекучих материалов, поры которых целиком или частично заполнены жидкостью. Конструкция их содержит единичные роторы цилиндрической или конической формы с транспортировкой осадка от вершины конуса к его основанию и с фильтрацией через отверстия-поры с постоянными параметрами.Known filter centrifuges [1, 2] used to separate suspensions when requiring deep dehydration and a high degree of washing of the precipitate, as well as for squeezing non-flowing materials, the pores of which are wholly or partially filled with liquid. Their design contains single cylindrical or conical rotors with sediment transportation from the top of the cone to its base and with filtration through pore openings with constant parameters.

Недостатками этих устройств являются низкая производительность по причине быстрой засоряемости их фильтрующей поверхности.The disadvantages of these devices are low productivity due to the fast clogging of their filter surface.

В качестве прототипа выбрано устройство [3] для очистки жидкости от волокнистых включений, состоящее из системы радиальной питания, вращающегося единичного конического перфорированного конуса, системы отвода очищенной жидкости.As a prototype, a device [3] was selected for purifying liquid from fibrous inclusions, consisting of a radial power system, a rotating single conical perforated cone, and a system for removing purified liquid.

Недостатками данного устройства являются его низкая селективная способность, обусловленная консервативностью геометрических характеристик фильтрующей поверхности, низкая производительность процесса очистки жидкости по причине движения очищаемой жидкости лишь в радиальном направлении, низкий коэффициент полезного времени, обусловленный засоряемостью фильтрующей поверхности при отсутствии условий ее самоочищаемости.The disadvantages of this device are its low selectivity, due to the conservatism of the geometric characteristics of the filter surface, the low productivity of the liquid cleaning process due to the movement of the liquid being cleaned only in the radial direction, the low coefficient of useful time due to the clogging of the filter surface in the absence of conditions for its self-cleaning.

Техническим результатом изобретения является увеличение поверхности разделения и повышение селективной способности фильтрующей поверхности за счет концентричного соединения фильтрующих элементов, ориентированных на разделение фаз с различной относительной дисперсностью твердой фазы, повышение производительности и коэффициента полезного времени за счет использования системы осевого питания и создания условий самоочищаемости фильтрующей поверхности.The technical result of the invention is to increase the separation surface and increase the selectivity of the filter surface due to the concentric connection of filter elements oriented to phase separation with different relative dispersion of the solid phase, increase productivity and useful time coefficient by using an axial power system and create self-cleaning conditions for the filter surface.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство центробежного типа для очистки жидкости от дисперсных примесей, содержащее корпус, конусообразную фильтрующую поверхность, приводную систему ее принудительного вращения, систему питания, сбора и отвода жидкости с патрубками, согласно изобретению в фильтрующей поверхности дополнительно концентрично установлены две конусные поверхности с увеличивающимися в зависимости от состава и плотности обрабатываемого раствора в 1,2...1,5 раза углами при вершине каждого из конусов относительно предыдущей ступени и размерами фильтрующих отверстий от конуса к конусу, выполненными в пропорции 1000:100:1, в направлении от оси вращения конусов к периферии, при этом внутренняя конусная ступень выполнена с перфорацией, промежуточная - в виде микрофильтра, а внешняя является ультрафильтром, а система выгрузки каждого конуса имеет обратную связь с системой питания посредством трубопровода.The specified technical result is achieved by the fact that in a centrifugal type device for purifying liquid from dispersed impurities, comprising a housing, a cone-shaped filter surface, a drive system for its forced rotation, a power supply, collection and drainage system with nozzles, according to the invention, two concentric additionally are installed in the filter surface conical surfaces with angles increasing depending on the composition and density of the treated solution by 1.2 ... 1.5 times at the apex of each of the cones from relative to the previous stage and the dimensions of the filtering holes from cone to cone, made in a ratio of 1000: 100: 1, in the direction from the axis of rotation of the cones to the periphery, while the inner cone stage is made with perforation, the intermediate one is in the form of a microfilter, and the outer one is an ultrafilter, and the discharge system of each cone has feedback from the feed system through the pipeline.

На чертеже изображен разрез общего вида устройства.The drawing shows a section of a General view of the device.

Устройство содержит корпус 1 с емкостью 2 для сбора очищенной жидкости и патрубком 3 для ее отвода, емкостью 4 для сбора неотфильтрованной массы (фугата) и патрубком 5, связанную посредством трубопровода 6 с системой питания 7 устройства. Фильтрующий элемент 8 содержит пакет конусообразных поверхностей, установленных концентрично и образующих ступени 9, 10, 11 фильтрации с увеличивающимися в зависимости от состава и плотности обрабатываемого раствора в 1,2...1,5 раза углами при вершине каждого из конусов относительно предыдущей ступени, и получающих принудительное вращение от привода 12. Каждая ступень образована фильтрующими поверхностями, в которых включены отверстия, характерные для каждой из ступеней: предварительной очистки, микро- и ультрафильтрации. Периферия каждой из ступеней (основание конической поверхности) оснащена элементами 13 выгрузки неотфильтрованной массы.The device comprises a housing 1 with a capacity 2 for collecting the purified liquid and a pipe 3 for its discharge, a capacity 4 for collecting the unfiltered mass (centrate) and a pipe 5 connected via a pipeline 6 to the power supply system 7 of the device. The filtering element 8 contains a packet of conical surfaces installed concentrically and forming stages 9, 10, 11 of filtration with angles increasing depending on the composition and density of the treated solution by 1.2 ... 1.5 times at the top of each of the cones relative to the previous stage, and receiving forced rotation from the drive 12. Each stage is formed by filtering surfaces, which include openings characteristic of each of the stages: pre-treatment, micro- and ultrafiltration. The periphery of each of the steps (the base of the conical surface) is equipped with elements 13 for unloading unfiltered mass.

Устройство работает следующим образом. Исходная очищаемая жидкость поступает в питающую систему 7 под избыточным гидростатическим давлением, откуда под действием гидростатических и гравитационных сил, возникающих в результате вращения пакета конических фильтрующих поверхностей 8, приводимых в движение от привода 12, растекается по поверхности первой ступени 9, в которой жидкость очищается на уровне предварительной фильтрации через перфорированные отверстия, соизмеримые с частицами дисперсной системы, а затем проникает на вторую ступень 10 - микрофильтрации, поверхность которой образована сложной пористой структурой, полученной методами, например, порошковой металлургии, а затем на ступень 11 - ультрафильтрации, состоящей из фторопластовой пленки обработанной потоком ускоренных электронов на каркасе из микрофильтра, где происходит окончательная очистка фильтруемой жидкости, собираемой в емкость 2, из которой она отводится потребителю через патрубок 3.The device operates as follows. The initial cleaned liquid enters the feed system 7 under excessive hydrostatic pressure, from where, under the action of hydrostatic and gravitational forces resulting from the rotation of the package of conical filter surfaces 8, driven by the drive 12, it spreads over the surface of the first stage 9, in which the liquid is cleaned the level of pre-filtration through perforated holes comparable with the particles of the disperse system, and then penetrates the second stage 10 - microfiltration, the surface of which The swarm is formed by a complex porous structure obtained by, for example, powder metallurgy, and then to stage 11 — ultrafiltration, consisting of a fluoroplastic film treated with a stream of accelerated electrons on a microfilter frame, where the final cleaning of the filtered fluid is collected in tank 2, from which it assigned to the consumer through the pipe 3.

Неотфильтрованная масса отводится от каждой ступени системой элементов 13, расположенных на периферии каждой ступени, обеспечивающими выгрузку неотфильтрованной массы в емкость 4, имеющую обратную связь 6 с системой 7 питания устройства посредством трубопровода.Unfiltered mass is discharged from each stage by a system of elements 13 located on the periphery of each stage, which provide unloading of unfiltered mass to a container 4, which has a feedback 6 with the device power supply system 7 via a pipeline.

Таким образом, реализуется замкнутый цикл очистки жидкости, при котором многократная ее циркуляция, переменный угол конусности ступеней фильтрующих поверхностей и их степень фильтрации обеспечивают:Thus, a closed cycle of liquid purification is implemented, in which its multiple circulation, a variable angle of taper of the steps of the filtering surfaces and their degree of filtration provide:

- высокий коэффициент полезного времени и производительность устройства, работающего в непрерывном режиме действия, и обусловленные наличием в движущемся потоке дисперсной системы вектора скорости, как в радиальном, так и в тангенциальном направлениях, обусловленных сложно-переносным движением вихревого пленочного потока, распределенного по конусной фильтрующей поверхности пропорционально радиусу вращения, в соответствии с рассматриваемой ступенью фильтрации (с соответствующим углом конусности φ);- a high coefficient of useful time and productivity of a device operating in a continuous mode of operation, and due to the presence of a velocity vector in the moving stream of the dispersed system, both in the radial and tangential directions, due to the difficult-portable motion of the vortex film stream distributed over the conical filter surface in proportion to the radius of rotation, in accordance with the considered filtration stage (with the corresponding taper angle φ);

- условия самоочищаемости фильтрующих поверхностей при создании режима вихревого движения пленочного потока фильтруемой жидкости и различных значениях угла конусности φ фильтрующих поверхностей, а также периферийных отводящих каналов;- the conditions of self-cleaning of the filtering surfaces when creating a vortex motion regime of the film flow of the filtered liquid and various values of the taper angle φ of the filtering surfaces, as well as peripheral outlet channels;

- заданную степень очистки жидкости за счет многоступенчатой фильтрации концентрично соединенных фильтрующих поверхностей, составляющих последовательность протекания процесса фильтрации от непосредственно фильтрации к микрофильтрации и ультрафильтрации.- a given degree of liquid purification due to multi-stage filtration of concentrically connected filter surfaces that make up the sequence of the filtration process from direct filtration to microfiltration and ultrafiltration.

При этом производительность устройства и эффективность очистки жидкости определены угловой скоростью ω вращения фильтрующих поверхностей (фактором разделения

Figure 00000001
, где r - радиус вращения фильтрующей поверхности; g - ускорение свободного падения), углом конусности φ фильтрующих поверхностей, определяющего скорость восходящего вихревого движения пленки жидкости по фильтрующей поверхности, а также радиальную составляющую полной гидродинамической силы, определяющей проникающую способность элементарной частицы через поры фильтрующей поверхности в зависимости от плотности жидкости, зависящей от степени ее загрязнения. При этом увеличение в 1,2...1,5 раза угла φ конусности каждой из ступеней относительно предыдущей дает возможность повышения производительности фильтра за счет интенсивного увеличения центробежных сил, действующих на отделяемые из раствора частицы в зависимости от состава и плотности обрабатываемой жидкости, что обеспечивается ростом окружной составляющей полной скорости их перемещения в зависимости от высоты конусной поверхности каждой из ступеней.In this case, the device performance and the efficiency of liquid cleaning are determined by the angular velocity ω of rotation of the filter surfaces (separation factor
Figure 00000001
where r is the radius of rotation of the filter surface; g is the gravitational acceleration), the taper angle φ of the filter surfaces, which determines the speed of the upward vortex motion of the liquid film along the filter surface, as well as the radial component of the total hydrodynamic force, which determines the penetration of an elementary particle through the pores of the filter surface, depending on the density of the liquid, depending on the degree its pollution. Moreover, an increase of 1.2 ... 1.5 times the cone angle φ of each of the steps relative to the previous one makes it possible to increase the filter performance due to the intensive increase in centrifugal forces acting on the particles separated from the solution depending on the composition and density of the processed fluid, which provided by the growth of the circumferential component of the full speed of their movement, depending on the height of the conical surface of each of the steps.

Таким образом, система, обеспечивающая процесс очистки жидкости от дисперсных примесей, образует замкнутый циркуляционный контур, исключающий негативное влияние отработанных технологических сред на окружающую среду и на условия труда при эксплуатации оборудования в производстве.Thus, the system that provides the process for purifying liquids from dispersed impurities forms a closed circulation circuit that eliminates the negative impact of the used process media on the environment and on working conditions during the operation of equipment in production.

Источники информацииSources of information

1. Виноградова М.Г. Центробежное жидкостное тонкослойное и тонкоканальное разделение. - СПб.: Недра, 1997, 173 с.1. Vinogradova M.G. Centrifugal liquid thin layer and thin channel separation. - St. Petersburg: Nedra, 1997, 173 p.

2. Авторское свидетельство СССР № 1389815, МКИ B 01 D 33/02, 1986.2. USSR author's certificate No. 1389815, MKI B 01 D 33/02, 1986.

3. Авторское свидетельство СССР № 1632943, МКИ C 02 F 1/00, B 01 D 21/00, 1991.3. USSR author's certificate No. 1632943, MKI C 02 F 1/00, B 01 D 21/00, 1991.

Claims (1)

Устройство для очистки жидкости от дисперсных примесей, содержащее корпус, конусообразную фильтрующую поверхность, систему ее принудительного вращения, системы питания, сбора и выгрузки жидкости с патрубками, отличающееся тем, что в фильтрующей поверхности дополнительно выполнены концентрично установленные две конусные поверхности с увеличивающимися в 1,2ч1,5 раза углами при вершине каждого из конусов относительно предыдущей ступени и размерами фильтрующих отверстий от конуса к конусу, выполненными в пропорции 1000:100:1, в направлении от оси вращения конусов к периферии, причем внутренняя конусная ступень выполнена с перфорацией, промежуточная - в виде микрофильтра, а внешняя - является ультрафильтром, при этом система выгрузки каждого конуса имеет обратную связь с системой питания посредством трубопровода.A device for cleaning liquid from dispersed impurities, comprising a housing, a cone-shaped filter surface, a forced rotation system, a power supply, collection and unloading system of liquid with nozzles, characterized in that the filter surface additionally has two concentric mounted conical surfaces with an increase of 1.2 h1 , 5 times the angles at the apex of each of the cones relative to the previous step and the dimensions of the filter holes from cone to cone, made in a ratio of 1000: 100: 1, in the direction from B of rotation to the periphery cones, the inner cone is formed with perforation step, intermediate - a microfilter and external - is an ultrafilter, and the discharge system of each cone has an inverse relationship with the power system through a pipeline.
RU2003110589/15A 2003-04-14 2003-04-14 Centrifugal type device for purification of liquid from dispersible impurities RU2226419C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110589/15A RU2226419C1 (en) 2003-04-14 2003-04-14 Centrifugal type device for purification of liquid from dispersible impurities

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2003110589/15A RU2226419C1 (en) 2003-04-14 2003-04-14 Centrifugal type device for purification of liquid from dispersible impurities

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2226419C1 true RU2226419C1 (en) 2004-04-10

Family

ID=32466108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2003110589/15A RU2226419C1 (en) 2003-04-14 2003-04-14 Centrifugal type device for purification of liquid from dispersible impurities

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2226419C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699121C2 (en) * 2017-10-31 2019-09-03 Константин Геннадьевич Полежаев Method for separation of liquid non-uniform disperse systems and installation for implementation thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2699121C2 (en) * 2017-10-31 2019-09-03 Константин Геннадьевич Полежаев Method for separation of liquid non-uniform disperse systems and installation for implementation thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2008340363B2 (en) Rotary annular crossflow filter, degasser, and sludge thickener
US5466384A (en) Device and process for carrying out phase separation by filtration and centrifugation
US9186604B1 (en) Hydroclone with vortex flow barrier
CA1048419A (en) Rotating radial screen filter
US9101859B2 (en) Cross-flow filtration system including particulate settling zone
US6210575B1 (en) Crossflow filter cyclone apparatus
RU2179481C2 (en) Method of separation of suspension and centrifugal separator for realization of this method
US4717485A (en) Multi-phase separator with porous filter disks
US20110003676A1 (en) A separation device
CN104870072B (en) Hydrocyclone
WO2017214020A1 (en) Biconical multiphase rotary filter
WO2013164002A2 (en) Processing fluids by passing through helical path(s) and being subjected to electric or magnetic field
RU2226419C1 (en) Centrifugal type device for purification of liquid from dispersible impurities
EP0289674A1 (en) Multi-phase separator
JP5005180B2 (en) Centrifugal membrane device
RU2699121C2 (en) Method for separation of liquid non-uniform disperse systems and installation for implementation thereof
HU214066B (en) Device and process using a worm conveyor for separating materials, in particular solid or coagulated materials, from liquids and/or for concentrating solutions
CN213051098U (en) Rotary drum device of multi-cone sedimentation filter centrifuge
RU187911U1 (en) Thickener filter
Chiang et al. Liquid—Solids Separation
RU2111044C1 (en) Method for separating two-phase mixtures
WO2006012687A1 (en) A low shear centrifugal separator
RU79807U1 (en) SEPARATOR FOR SEPARATION OF MULTI-PHASE LIQUID HETEROGENEOUS MEDIA, SUSPENSIONS AND EMULSIONS, "VORTEX"
RU14016U1 (en) CENTRIFUGE
WO2008129531A2 (en) Device for filtering solid particles from liquids containing such particles

Legal Events

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

Effective date: 20050415