RU2490736C1 - Deposit washing-out and mixing device - Google Patents
Deposit washing-out and mixing device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2490736C1 RU2490736C1 RU2012104676/07A RU2012104676A RU2490736C1 RU 2490736 C1 RU2490736 C1 RU 2490736C1 RU 2012104676/07 A RU2012104676/07 A RU 2012104676/07A RU 2012104676 A RU2012104676 A RU 2012104676A RU 2490736 C1 RU2490736 C1 RU 2490736C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzles
- chamber
- sediment
- head
- mixing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к атомной промышленности в части переработки радиоактивных отходов, а именно к устройствам для размыва струями жидкости и растворения пульп и осадков, скопившихся на дне емкостей-хранилищ жидких радиоактивных отходов высокого уровня активности, перевода нерастворимой твердой фазы в суспензию и поддержания ее во взвешенном состоянии перемешиванием с целью дальнейшего извлечения на переработку. Кроме того, устройство может быть использовано в других отраслях промышленности для перемешивания и усреднения концентрации реагентов в емкостях.The invention relates to the nuclear industry in terms of processing radioactive waste, and in particular to devices for washing liquid streams and dissolving pulps and sediments accumulated at the bottom of storage tanks of high level liquid radioactive waste, transferring the insoluble solid phase into suspension and keeping it in suspension mixing for the purpose of further extraction for processing. In addition, the device can be used in other industries for mixing and averaging the concentration of reagents in containers.
Для освобождения емкостей - хранилищ от радиоактивных отходов высокого уровня активности используется послойный метод их размыва, суспензирования и растворения при подаче окислительных или восстановительных реагентов, обеспечивающий минимальное образование вторичных радиоактивных отходов за счет использования оборотной жидкости в освобождаемой емкости. Суть этого метода заключается в том, что сначала в осадке устройствами для размыва создается впадина, которая заполняется рабочей жидкостью. В качестве рабочей жидкости используются или декантат, под слоем которого хранится осадок, или, при растворении осадка непосредственно в освобождаемой емкости, реагенты, растворяющие осадок. В дальнейшем рабочая жидкость из впадины используется для размыва осадка и его растворения затопленными и незатопленными струями с образованием суспензии, содержащей растворенный осадок и нерастворимую твердую фазу. После достижения суспензией во впадине необходимой концентрации, она выдается откачивающим насосом на переработку, причем во время выдачи суспензии с быстроотстаивающейся твердой фазой необходимо постоянно поддерживать твердую фазу в суспензии во взвешенном состоянии активным перемешиванием. Для эффективного растворения осадка также необходимо интенсивное перемешивание рабочей жидкости в емкости.To free the storage tanks from high level radioactive waste, a layer-by-layer method of their erosion, suspension and dissolution using the supply of oxidizing or reducing reagents is used, which ensures the minimum formation of secondary radioactive waste through the use of circulating liquid in the released container. The essence of this method is that at first in the sediment devices for erosion creates a cavity, which is filled with working fluid. As a working fluid, either decantate is used, under which a precipitate is stored, or, when the precipitate is dissolved directly in a vacant tank, reagents that dissolve the precipitate. Subsequently, the working fluid from the cavity is used to erode the sediment and dissolve it with flooded and non-flooded jets to form a suspension containing a dissolved precipitate and an insoluble solid phase. After the suspension has reached the required concentration in the cavity, it is dispensed by the pumping pump for processing, and during the dispensing of the suspension with a rapidly settling solid phase, it is necessary to constantly maintain the solid phase in suspension in suspension by active mixing. For effective dissolution of the precipitate, intensive mixing of the working fluid in the tank is also necessary.
Известно устройство для размыва осадка, содержащее электропривод, вал, патрубок ввода рабочей жидкости, корпус, рабочую камеру и моечную головку с соплом, содержащую приспособление для внедрения в осадок и его измельчения. Приспособление для внедрения в осадок и его измельчения представляет собой смонтированный на штуцере фланец с установленными на нем режущими ребрами, которое управляется электроприводом. Устройство снабжено системой управления, включающей персональный компьютер, микроконтроллер, модемы связи и программное обеспечение (см. патент РФ №2316834, Кл. G21F 9/34).A device for washing away sludge containing an electric drive, a shaft, a nozzle for introducing a working fluid, a housing, a working chamber and a washing head with a nozzle containing a device for introduction into the sludge and its grinding. The device for introduction into the sediment and its grinding is a flange mounted on the nozzle with cutting ribs mounted on it, which is controlled by an electric drive. The device is equipped with a control system including a personal computer, a microcontroller, communication modems and software (see RF patent No. 2316834, Cl. G21F 9/34).
При работе известного устройства происходит постоянное заглубление в осадок режущих ребер под действием силы тяжести устройства, что помогает не только механически воздействовать и измельчать трудно растворимый осадок, но и дополнительно создавать точку опоры и предотвращать раскачивание устройства под действием реактивной силы струи рабочей жидкости.When the known device is in operation, the cutting ribs are constantly deepened into the sediment under the influence of the gravity of the device, which helps not only mechanically act and grind the hardly soluble precipitate, but also additionally create a fulcrum and prevent the device from swaying under the influence of the reactive force of the working fluid stream.
К недостаткам известного устройства относится то, что для использования оборотной рабочей жидкости из впадины в осадке освобождаемой емкости необходимо насосом вывести оборотную рабочую жидкость с радиоактивными взвесями за пределы емкости, что снижает радиационную безопасность при эксплуатации известного устройства.The disadvantages of the known device include the fact that in order to use circulating working fluid from a depression in the sediment of a vacated tank, it is necessary to pump the circulating working fluid with radioactive suspensions out of the tank, which reduces radiation safety during operation of the known device.
Кроме того, при работе известного устройства в подвижной пульпе приспособление для внедрения в осадок и его измельчения не препятствует отклонению вала с соплом под действием реактивной силы струи, вытекающей из сопла.In addition, when the known device operates in a moving pulp, the device for introducing into the sediment and grinding it does not prevent the deflection of the shaft with the nozzle under the influence of the reactive force of the jet flowing from the nozzle.
Известно устройство для размыва осадка, содержащее электропривод, вал, патрубок ввода рабочей жидкости, корпус, рабочую камеру и моечную головку с соплом, содержащую приспособление для внедрения в осадок и его измельчения. Моечная головка снабжена штуцером, который размещен внутри рабочей камеры и соосно смонтирован там с валом электропривода. Вал установлен с возможностью вертикального перемещения внутри зубчатого колеса, присоединенного к полому валу подшипниковой опоры и находящегося в зацеплении с шестерней на валу электропривода. На валу выше зубчатого колеса установлен фиксатор, а между соплом и приспособлением для внедрения в осадок и его измельчения установлен шнек с размещенным внутри его грузом. Вал в нижней части, расположенной в емкости-хранилище, установлен внутри подшипников скольжения, закрепленных на патрубке ввода рабочей жидкости. В качестве электропривода используется мотор-редуктор с регулируемым числом оборотов (см. патент РФ №2392676, Кл. G21F 9/34, 2008).A device for washing sediment containing an electric drive, a shaft, a nozzle for introducing a working fluid, a housing, a working chamber and a washing head with a nozzle containing a device for introduction into the sediment and its grinding. The washing head is equipped with a fitting, which is located inside the working chamber and coaxially mounted there with the electric drive shaft. The shaft is mounted with the possibility of vertical movement inside the gear wheel connected to the hollow shaft of the bearing support and meshed with the gear on the electric drive shaft. A clamp is installed on the shaft above the gear wheel, and a screw with a load placed inside it is installed between the nozzle and the device for introducing into the sediment and grinding it. The shaft in the lower part, located in the storage tank, is installed inside the sliding bearings mounted on the nozzle for the input of the working fluid. As an electric drive, a gear motor with an adjustable speed is used (see RF patent No. 2392676, Cl. G21F 9/34, 2008).
К недостаткам известного устройства относится то, что для организации одновременных выдачи откачивающим насосом суспензии из впадины на переработку и перемешивания во время выдачи быстроотстаивающихся суспензий известным устройством, необходимо иметь дополнительный насос для подачи на известное устройство оборотной жидкости из впадины или задействовать откачивающий насос для этой цели. В последнем случае выдаваемый откачивающим насосом объем оборотной жидкости необходимо разделить на два потока, один в трубопровод выдачи, второй на известное устройство. Такое разделение потока приводит к снижению скорости движения суспензии в трубопроводе выдачи, в результате которого может произойти его закупорка за счет оседания твердой фазы из суспензии в трубопроводе. При этом также уменьшается и скорость истечения оборотной жидкости из сопла, что снижает эффективность размыва осадка и перемешивания суспензии. Кроме того, даже временный вывод оборотной жидкости с радиоактивными взвесями за пределы емкости снижает радиационную безопасность при эксплуатации известного устройства.The disadvantages of the known device include the fact that in order to organize the simultaneous delivery of slurry from the cavity by a suction pump for processing and mixing during dispensing of rapidly settling suspensions by a known device, it is necessary to have an additional pump for supplying circulating liquid from the cavity to a known device or to use a suction pump for this purpose. In the latter case, the volume of circulating fluid produced by the pumping pump must be divided into two streams, one into the dispensing pipeline and the other into a known device. This separation of the flow leads to a decrease in the speed of movement of the suspension in the delivery pipe, which can result in blockage due to sedimentation of the solid phase from the suspension in the pipe. At the same time, the rate of outflow of the circulating fluid from the nozzle also decreases, which reduces the efficiency of erosion of the sediment and mixing of the suspension. In addition, even the temporary withdrawal of circulating fluid with radioactive suspensions beyond the limits of the tank reduces radiation safety during operation of the known device.
Известно устройство для размыва осадка и дезактивации, включающее привод поворота, корпус, камеру подачи рабочей жидкости, размещенную внутри корпуса и сообщающуюся с воздухораспределительным блоком при помощи пульсопровода и гибкого трубопровода, впускной клапан, две моечные головки с соплами, размещенные выше и ниже впускного клапана и соединенные с камерой при помощи нагнетательных труб. Нагнетательная труба верхней моечной головки дополнительно снабжена обратным клапаном, а торцы нагнетательных труб размещены в камере соосно с зазором, в котором установлена заслонка с присоединенной к ней тягой, которая размещена внутри пульсопровода. В верхней части пульсопровод соединен с оголовком, на котором размещен сильфонный узел и шпиндель последнего соединен с тягой, а сам оголовок помещен внутрь подшипниковой опоры, смонтированной на фланце совместно с приводом поворота и воздухораспределителем. На оголовке установлен опирающийся на подшипниковую опору зажим, сообщающийся с приводом поворота посредством водила.A device for washing away sediment and decontamination is known, including a rotation drive, a housing, a working fluid supply chamber located inside the housing and communicating with the air distribution unit by means of a pulse line and a flexible pipeline, an inlet valve, two washing heads with nozzles located above and below the inlet valve and connected to the chamber using discharge pipes. The discharge pipe of the upper washing head is additionally equipped with a check valve, and the ends of the discharge pipes are placed coaxially in the chamber with a gap in which a shutter is installed with a thrust connected to it, which is located inside the pulse conduit. In the upper part, the pulse train is connected to the head, on which the bellows assembly is located and the spindle of the latter is connected to the rod, and the head itself is placed inside the bearing support mounted on the flange together with the rotation drive and the air distributor. On the head there is a clamp resting on the bearing support, which communicates with the rotation drive by means of a carrier.
Кроме того, гибкий трубопровод выполнен в форме спирали, а в качестве привода поворота применен механизм с возвратно-поступательным движением штока. Привод поворота снабжен пультом управления, который при подаче сжатого воздуха в камеру устройства обеспечивает включение привода поворота и его останов в течение заданного времени в заданном положении (см. патент РФ №2197028, 7 G21F 9/28, 9/34). Данное устройство выбрано заявителем в качестве прототипа.In addition, the flexible pipe is made in the form of a spiral, and a mechanism with a reciprocating movement of the rod is used as a rotation drive. The rotation drive is equipped with a control panel, which, when compressed air is supplied to the device chamber, enables the rotation drive to be turned on and stopped for a predetermined time in a predetermined position (see RF patent No. 2197028, 7 G21F 9/28, 9/34). This device is selected by the applicant as a prototype.
Указанное устройство обеспечивает размыв осадка и перемешивание суспензии во впадине без вывода оборотной рабочей жидкости за пределы емкости и не требует установки дополнительного насоса.The specified device provides erosion of sediment and mixing the suspension in the cavity without the withdrawal of circulating working fluid from the tank and does not require the installation of an additional pump.
Исходя из опыта эксплуатации известного устройства, к его недостаткам относится то, что при размыве осадков, образующих суспензии с включениями крупных твердых частиц, последние попадают в обратный клапан. В результате при подаче разрежения в камеру воздух поступает в камеру через верхние сопла, снижая разрежение в камере при ее заполнении жидкостью и увеличивая соответственно продолжительность заполнения камеры жидкостью, снижая, тем самым, частоту пульсаций и, следовательно, и интенсивность размыва осадка.Based on the operating experience of the known device, its disadvantages include the fact that when erosion of sediments forming suspensions with inclusions of large solid particles, the latter fall into the check valve. As a result, when vacuum is applied to the chamber, air enters the chamber through the upper nozzles, reducing the rarefaction in the chamber when it is filled with liquid and increasing, accordingly, the duration of filling the chamber with liquid, thereby reducing the pulsation frequency and, consequently, the sediment erosion rate.
Попадание крупных твердых частиц во впускной клапан приводит при подаче давления в камеру к вытеснению части жидкости через него, минуя сопла, что снижает динамическое воздействие струй на осадок и интенсивность размыва осадка.The ingress of large solid particles into the inlet valve, when pressure is applied to the chamber, displaces part of the liquid through it, bypassing the nozzles, which reduces the dynamic effect of the jets on the sediment and the erosion of the sediment.
Размыв осадка наиболее эффективен при максимально возможном приближении сопел к осадку, что данное устройство обеспечить не может. При приближении нижней моечной головки к осадку высока вероятность вхождения сопел в осадок и их закупорки. Возвратно-поворотное движение устройства при вхождении нижней моечной головки в осадок может привести к деформациям нижней нагнетательной трубы и выходу устройства из строя. Воздействие же струй на осадок через слой жидкости снижает эффективность размыва.Sludge washing is most effective when the nozzles are as close as possible to the sediment, which this device cannot provide. When the lower wash head approaches the sediment, there is a high probability of nozzles entering the sediment and clogging them. The reciprocating movement of the device when the lower washing head enters the sediment can lead to deformations of the lower discharge pipe and the device malfunction. The impact of jets on the sediment through the liquid layer reduces the erosion efficiency.
Кроме того, при остановах известного устройства возникают закупорки нижней моечной головки и впускного клапана оседающей твердой фазой из суспензии, оставшейся в камере. Ликвидация закупорок, особенно нижней моечной головки и ее сопел, вызывает большие затруднения, вплоть до вывода устройства из эксплуатации.In addition, when the known device stops, blockages occur in the lower washing head and inlet valve by the precipitating solid phase from the suspension remaining in the chamber. The elimination of blockages, especially the lower washing head and its nozzles, causes great difficulties, up to the decommissioning of the device.
Применение в качестве привода поворота механизма с возвратно-поступательным движением штока делает возможным поворот устройства только на 90°, что приводит к необходимости установки на моечную головку четырех сопел для охвата струями всего периметра емкости-хранилища. Разделение объема вытесняемой из камеры рабочей жидкости на четыре сопла снижает дальность действия и динамическое воздействие струй на осадок, по сравнению с меньшим количеством сопел. Кроме того, перемешивание суспензии во впадине при работе известного устройства осуществляется по окружности постоянно на одном уровне, который изменяется периодически только переустановкой зажима, что снижает интенсивность перемешивания.The use of a mechanism with a reciprocating movement of the rod as a rotation drive makes it possible to rotate the device only 90 °, which leads to the need to install four nozzles on the washing head to cover the entire perimeter of the storage tank with jets. Dividing the volume of the working fluid displaced from the chamber into four nozzles reduces the range and dynamic effect of the jets on the sediment, compared with fewer nozzles. In addition, the mixing of the suspension in the cavity during operation of the known device is carried out around the circumference constantly at the same level, which changes periodically only by reinstalling the clamp, which reduces the intensity of mixing.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в расширении функциональных возможностей и повышении интенсивности перемешивания для растворения и размыва осадка за счет повышения частоты пульсаций.The technical result that can be obtained by carrying out the invention is to expand the functionality and increase the intensity of mixing for dissolution and erosion of sediment by increasing the frequency of pulsations.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для размыва осадка и дезактивации, включающем привод поворота, камеру, сообщающуюся с воздухораспределительным блоком при помощи пульсопровода и гибкого трубопровода, пульсопровод, соединенный с оголовком, помещенным внутри подшипниковой опоры, смонтированной на фланце совместно с приводом поворота и установленный на оголовке зажим,The specified technical result is achieved by the fact that in the device for erosion of sediment and decontamination, including a rotation drive, a camera communicating with the air distribution unit by means of a pulse line and a flexible pipe, a pulse pipe connected to a head placed inside a bearing support mounted on a flange mounted on a flange together with a rotation drive and a clip mounted on the head,
особенностью является то, что камера снабжена двумя соплами, присоединенными непосредственно к днищу, направленными в противоположные стороны под углом к горизонтальной плоскости и выполненными с одинаковым по их длине сечением, приспособление для внедрения в осадок и его измельчения выполнено в виде пластины с режущими кромками, установленной между соплами, а оголовок присоединен через подшипниковый узел к приводу с возвратно-поступательным движением штока.the feature is that the chamber is equipped with two nozzles attached directly to the bottom, directed in opposite directions at an angle to the horizontal plane and made with the same cross section along their length, the device for introducing into the precipitate and grinding it is made in the form of a plate with cutting edges mounted between the nozzles, and the head is connected through the bearing assembly to the actuator with reciprocating movement of the rod.
Кроме того, на нижней поверхности каждого из сопел выполнены отверстия, расположенные на центральной оси днища камеры, в качестве привода поворота используется пневматический поворотный привод с углом поворота его выходного вала 180°, а привода с возвратно-поступательным движением штока - пневматический цилиндр.In addition, holes are located on the lower surface of each nozzle located on the central axis of the bottom of the chamber, a pneumatic rotary drive with a rotation angle of its output shaft of 180 ° is used as a rotation drive, and a pneumatic cylinder is used for a drive with a reciprocating rod.
Снабжение камеры двумя соплами, присоединенными непосредственно к днищу и их выполнение с одинаковым по длине сечением, позволяет за счет уменьшения местных гидравлических сопротивлений осуществить при подаче в камеру разрежения быстрое заполнение ее через сопла оборотной рабочей жидкостью, а при подаче давления в камеру вытеснить через сопла всю жидкость из нее без потерь, что, в свою очередь, сокращает продолжительности заполнения и вытеснения и, тем самым, за счет увеличения частоты пульсаций позволяет повысить интенсивность перемешивания и эффективность размыва осадка. Кроме того, в случае отстаивания твердой фазы на днище камеры и в соплах при останове устройства, ее удаление из сопел с одинаковым по длине сечением осуществляется подачей в камеру промывной жидкости под давлением. Выдача отстоявшейся твердой фазы по гладким внутренним поверхностям сопел не вызывает затруднений.The supply of the chamber with two nozzles attached directly to the bottom and their execution with the same cross-sectional length allows, by reducing local hydraulic resistances, when filling the rarefaction chamber, it is quickly filled through the nozzles with working fluid, and when pressure is applied to the chamber, the entire the liquid from it without loss, which, in turn, reduces the duration of filling and displacement and, thereby, by increasing the frequency of the pulsations allows you to increase the intensity of sewing and sediment erosion efficiency. In addition, in the case of sedimentation of the solid phase on the bottom of the chamber and in the nozzles when the device is stopped, its removal from nozzles with the same cross-sectional length is carried out by applying pressure washing liquid to the chamber. The issuance of the settled solid phase on the smooth inner surfaces of the nozzles is straightforward.
Направление сопел в противоположные стороны позволяет исключить раскачивание устройства за счет компенсации реактивных сил струй.The direction of the nozzles in opposite directions eliminates the swaying of the device by compensating for the reactive forces of the jets.
Направление сопел под углом к горизонтальной плоскости позволяет направить струи практически по нормали к размываемому осадку, повышая их динамическое воздействие на осадок при его размыве.The direction of the nozzles at an angle to the horizontal plane makes it possible to direct the jets almost normal to the eroded sediment, increasing their dynamic effect on the sediment during erosion.
При перемешивании суспензии такое направление сопел позволяет получить на периферии впадины в осадке восходящие потоки суспензии, отраженные от осадка, а в центре впадины - нисходящий поток суспензии и, тем самым, повысить интенсивность перемешивания, делая более эффективным растворение осадка во впадине.When stirring the suspension, this direction of the nozzles allows one to obtain upward flows of the suspension reflected from the sediment at the periphery of the cavity in the sediment, and a downward flow of the suspension in the center of the cavity, thereby increasing the mixing intensity, making it more efficient to dissolve the precipitate in the cavity.
Выполнение приспособления для внедрения в осадок и его измельчения в виде пластины с режущими кромками, установленной между соплами, позволяет осуществлять внедрение в осадок и его измельчение под камерой, что позволяет приблизить сопла к размываемому осадку и расширяет функциональные возможности устройства.The implementation of the device for introduction into the precipitate and its grinding in the form of a plate with cutting edges mounted between the nozzles allows implementation of the sediment and its grinding under the chamber, which allows you to bring the nozzle closer to the eroded precipitate and extends the functionality of the device.
Выполнение на нижней поверхности каждого из сопел отверстий, расположенных по центральной оси днища камеры, позволяет отвести часть оборотной рабочей жидкости, вытекающей из сопел, на измельчаемый режущими кромками пластины осадок и смыть его во впадину.The implementation on the lower surface of each of the nozzles of the holes located on the Central axis of the bottom of the chamber, allows you to divert part of the circulating working fluid flowing from the nozzles, crushed by the cutting edges of the plate sediment and rinse it into a cavity.
Присоединение оголовка через подшипниковый узел к приводу с возвратно-поступательным движением штока позволяет изменять в процессе работы предлагаемого устройства уровень погружения сопел в жидкости и осуществлять перемешивание в различных слоях ее по глубине, повысив, тем самым, интенсивность перемешивания при растворении осадка и суспензирования нерастворимой твердой фазы.The attachment of the tip through the bearing assembly to the actuator with the reciprocating movement of the rod allows you to change the level of immersion of the nozzles in the liquid during the operation of the proposed device and carry out mixing in various layers of it in depth, thereby increasing the intensity of mixing during dissolution of the precipitate and suspension of insoluble solid phase .
Использование в качестве привода поворота в предлагаемом устройстве пневматического поворотного привода с углом поворота его выходного вала на 180° позволяет осуществить возвратно-поворотное движение устройства вокруг его оси вращения на 180° и обеспечить размыв осадка и перемешивание по всему периметру впадины двумя противоположно направленными соплами, повышая, тем самым, динамическое воздействие струй на осадок.The use of a rotary drive as a rotary drive in the proposed device with a 180 ° rotation angle of its output shaft allows the device to rotate around its axis of rotation by 180 ° and to provide erosion of sediment and mixing along the entire perimeter of the cavity with two oppositely directed nozzles, increasing , thereby, the dynamic effect of the jets on the sediment.
Использование пневматического цилиндра в качестве привода с возвратно-поступательным движением штока позволяет унифицировать управление им посредством компьютерной системы управления.The use of a pneumatic cylinder as a drive with a reciprocating rod allows to unify its control through a computer control system.
На фиг.1 изображено устройство для размыва осадков и пульп, установленное в освобождаемую емкость; на фиг.2 - нижняя часть устройства; на фиг.3 - верхняя часть устройства.Figure 1 shows a device for erosion of sediment and slurry installed in a vacated tank; figure 2 - the lower part of the device; figure 3 - the upper part of the device.
Предлагаемое устройство (см. фиг.1) содержит камеру 1, пульсопровод 2, проходящий через фланец 3, установленный на фланце проходки 4 в емкость 5. Пульсопровод 2 соединен с оголовком 6, который своим верхним торцом установлен в подшипниковом узле 7, закрепленном на штоке пневматического цилиндра 8. Боковой патрубок 9 пульсопровода 2 соединен гибким рукавом 10, размещенным в защитном боксе 11, и соединенным с воздухораспределительным блоком 12, состоящим из клапанов 13 и 14. Клапан 13 соединен с источником давления (на чертеже не показан), а клапан 14 с источником разрежения, в качестве которого используется эжектор 15. К днищу 16 камеры 1 (см. фиг.2) непосредственно присоединены два сопла 17 с одинаковым по их длине сечением и между ними пластина 18 с режущими кромками. На нижних стенках сопел 17 выполнены отверстия 19. Фланец 3 содержит уплотнительный узел 20, через который в емкость 5 введен пульсопровод 2.The proposed device (see Fig. 1) contains a chamber 1, a pulse line 2 passing through a flange 3, mounted on a flange of a penetration 4 into a container 5. The pulse line 2 is connected to a head 6, which is mounted with its upper end in a bearing unit 7 mounted on a rod pneumatic cylinder 8. The lateral pipe 9 of the pulse line 2 is connected by a flexible sleeve 10 located in the protective box 11 and connected to the air distribution unit 12, consisting of valves 13 and 14. The valve 13 is connected to a pressure source (not shown in the drawing), and the valve 14 with source a vacuum nozzle, which is used as an ejector 15. To the bottom 16 of the chamber 1 (see figure 2) are directly connected two nozzles 17 with the same cross-section along their length and between them a plate 18 with cutting edges. The holes 19 are made on the lower walls of the nozzles 17. The flange 3 comprises a sealing assembly 20 through which a pulse conduit 2 is introduced into the container 5.
В проходке 21 защитного бокса 11 (см. фиг.3) установлен монтажный фланец 22 с подшипниковой опорой 23, к полому валу 24 которой присоединено зубчатое колесо 25, находящееся в зацеплении с шестерней 26 пневматического поворотного привода 27. На оголовок 6, проходящий внутри полого вала 24, установлен зажим 28. Для передачи вращающего момента от пневматического поворотного привода 27 к оголовку 6 и соединенной с ним пульсопроводом 2 камере 1, зажим 28 снабжен шипами 29, входящими в пазы 30 зубчатого колеса 25. Пневматический цилиндра 8 установлен на подвижной плите 31, которая фиксируется на стойках 32 штифтами 33.In the penetration 21 of the protective box 11 (see FIG. 3), a mounting flange 22 is installed with a bearing support 23, to the hollow shaft 24 of which a gear wheel 25 is connected, which is engaged with the gear 26 of the pneumatic rotary drive 27. On the tip 6, passing inside the hollow shaft 24, a clamp 28 is installed. To transmit torque from a pneumatic rotary drive 27 to the head 6 and the chamber 1 connected to it by a pulse conduit 2, the clamp 28 is provided with spikes 29 included in the slots 30 of the gear 25. The pneumatic cylinder 8 is mounted on a movable plate those 31 which is fixed on the uprights 32 by pins 33.
Управление работой клапанов 13 и 14 воздухораспределительного блока 12, пневматических поворотного привода 27 и цилиндра 8 осуществляется дистанционно компьютерной системой управления (на чертеже не показана).The operation of the valves 13 and 14 of the air distribution unit 12, pneumatic rotary actuator 27 and cylinder 8 is controlled remotely by a computer control system (not shown).
Предлагаемое устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Камера 1 устройства устанавливается через проходку 4 в емкость 5 таким образом, чтобы сопла 17 камеры 1 находились как можно ближе к осадку, вплоть до упора пластины 18 в осадок, и были погружены в рабочую жидкость в емкости 5. Камера 1 находится в подвешенном состоянии на штоке пневматического цилиндра 8, закрепленного на подвижной пластине 31, зафиксированной в вертикальном положении штифтами 33, введенными в отверстия стоек 32. При этом шипы 29 зажима 28 входят в пазы 30 зубчатого колеса 25, что позволяет передать крутящий момент от пневматического поворотного привода 27 при любом положении штока пневматического цилиндра 8. Работа устройства основывается на попеременной подаче в камеру 1 разрежения и давления. Система управления обеспечивает поочередное открытие-закрытие клапанов 13 и 14, а также продолжительности их нахождения в открытом положении. При открытии клапана 14 в камеру 1 по гибкому рукаву 10 и пульсопроводу 2 подается разрежение от эжектора 15 и камера 1 через сопла 17 заполняется рабочей жидкостью. По истечении заданной продолжительности заполнения камеры 1, клапан 14 закрывается, открывается клапан 13, и сжатый воздух от источника давления по гибкому рукаву 10 и пульсопроводу 2 поступает в камеру 1, вытесняя из нее рабочую жидкость через сопла 17 обратно в емкость. Вытекающие из сопел 17 струи направлены под углом к горизонтали, что не только повышает их динамическое воздействие на размываемый осадок, но и способствует более интенсивному перемешиванию за счет образования на периферии впадины в осадке восходящих потоков рабочей жидкости, отраженных от осадка, а в центре впадины - нисходящего потока. Интенсивное перемешивание способствует растворению осадка рабочей жидкостью, а также поддерживает твердую фазу в образовавшейся суспензии во взвешенном состоянии и позволяет одновременно выдавать ее из емкости насосом на переработку.The camera 1 of the device is installed through the penetration 4 into the tank 5 so that the nozzles 17 of the chamber 1 are as close to the sediment as possible, until the plate 18 abuts the sediment, and are immersed in the working fluid in the tank 5. The camera 1 is suspended the rod of the pneumatic cylinder 8, mounted on a movable plate 31, fixed in a vertical position by pins 33, inserted into the holes of the uprights 32. In this case, the spikes 29 of the clamp 28 are included in the grooves 30 of the gear 25, which allows to transmit torque from the pneumatic the gate drive 27 at any position of the rod of the pneumatic cylinder 8. The operation of the device is based on the alternate supply of vacuum and pressure into the chamber 1. The control system provides alternate opening and closing of valves 13 and 14, as well as the duration of their stay in the open position. When the valve 14 is opened, a vacuum from the ejector 15 is supplied to the chamber 1 along the flexible sleeve 10 and the pulse conduit 2 and the chamber 1 is filled with the working fluid through nozzles 17. After the specified duration of filling the chamber 1, the valve 14 closes, the valve 13 opens, and compressed air from the pressure source through the flexible sleeve 10 and the pulse conduit 2 enters the chamber 1, displacing the working fluid through the nozzle 17 back into the container. The jets emerging from the nozzles 17 are directed at an angle to the horizontal, which not only increases their dynamic effect on the eroded sediment, but also contributes to more intensive mixing due to the formation of upward flows of the working fluid reflected from the sediment on the periphery of the basin in the sediment, and in the center of the cavity - downstream. Intensive mixing helps to dissolve the precipitate with a working fluid, and also maintains the solid phase in the suspension in suspension and allows it to be simultaneously pumped out of the tank for processing.
По истечении заданной продолжительности вытеснения клапан 13 закрывается и вновь открывается клапан 14, через который сначала отработанный воздух из камеры 1 сбрасывается через эжектор 15 на газоочистку, а затем в камеру 1 эжектором 15 вновь подается разрежение.After a predetermined displacement time has elapsed, valve 13 closes and valve 14 opens again, through which first the exhaust air from the chamber 1 is discharged through the ejector 15 to gas treatment, and then vacuum is again applied to the chamber 1 by the ejector 15.
Реверсивное возвратно-поворотное движение камеры 1 на угол 180 градусов и обратно осуществляется при помощи пневматического поворотного привода 27 за счет передачи крутящего момента от шестерни 26 зубчатому колесу 25 и через шипы 29 зажима 28, входящие в пазы 30 зубчатого колеса 25, последовательно к оголовку 6 и соединенных с ним пульсопроводу 2 и камере 1. Оголовок 6, установленный в подшипниковом узле 7, поворачивается без передачи крутящего момента на шток пневматического цилиндра 8, которым осуществляется периодическое возвратно-поступательное движение камеры 1, изменяющее ее глубину погружения в жидкость. Гибкий рукав 10 обеспечивает при этих движениях пульсопровода 2 и камеры 1 подачу в нее разрежения, сжатого воздуха и сброс отработанного воздуха. Струи, вытекающие из сопел 17, размывают осадок вокруг камеры 1, оставляя участок не размытого осадка непосредственно под ней. При упоре пластины 18 в осадок, она своими режущими кромками при возвратно-поворотном движении камеры 1 срезает и измельчает слой осадка, перемещая его вместе с поворотом камеры 1. При вытеснении рабочей жидкости из камеры 1 по соплам 17, через отверстия 19 в их нижней части отводится некоторая часть рабочей жидкости для смыва измельченного осадка с этого участка. Управление работой устройства осуществляется дистанционно компьютерной системой управления, которая позволяет устанавливать алгоритмы работы клапанов 13 и 14 воздухораспределительного блока 12, дискретные или непрерывные режимы работы пневматического поворотного привода 27 и пневматического цилиндра 8.Reversible reciprocating movement of the chamber 1 through an angle of 180 degrees and vice versa is carried out using a pneumatic rotary actuator 27 by transmitting torque from gear 26 to the gear 25 and through the spikes 29 of the clamp 28, included in the grooves 30 of the gear 25, sequentially to the tip 6 and the pulse train 2 and chamber 1 connected thereto. The head 6 mounted in the bearing assembly 7 is rotated without transmitting torque to the rod of the pneumatic cylinder 8, which periodically reciprocates movement chamber 1, altering its immersion depth in the liquid. The flexible sleeve 10 provides during these movements of the pulse line 2 and the chamber 1 the supply of rarefaction, compressed air and discharge of exhaust air. The jets flowing from the nozzles 17 erode sediment around the chamber 1, leaving a portion of undisturbed sediment immediately below it. When the plate 18 rests on the sediment, it cuts and crushes the sediment layer with its cutting edges during the reciprocating movement of the chamber 1, moving it together with the rotation of the chamber 1. When the working fluid is displaced from the chamber 1 through nozzles 17, through the holes 19 in their lower part some of the working fluid is diverted to flush the crushed sediment from this area. The operation of the device is controlled remotely by a computer control system that allows you to set the operation algorithms of the valves 13 and 14 of the air distribution unit 12, discrete or continuous operation modes of the pneumatic rotary actuator 27 and the pneumatic cylinder 8.
Как правило, при перемешивании устанавливается непрерывный режим работы приводов, а при размыве осадка - дискретный.As a rule, with stirring, a continuous mode of operation of the drives is established, and with erosion of sediment - discrete.
При непрерывном режиме работы с помощью пневматического поворотного привода 27 камера 1 совершает возвратно-поворотное движение на 180° только при подаче в нее давления, а сброс отработанного сжатого воздуха и подачу разрежения при останове в крайних положениях.In continuous operation using a pneumatic rotary actuator 27, the chamber 1 performs a 180 ° rotary movement only when pressure is applied to it, and the exhaust compressed air is discharged and vacuum is applied when stopped in the extreme positions.
В результате струи, вытекающие из сопел 17 при подаче давления в камеру 1, действуют по всему периметру впадины. Затем пневматическим цилиндром 8 камера переводится на другой уровень в жидкости и при подаче давления в камеру 1 она возвращается в исходное положение. Этим достигается более полное перемешивание объема оборотной рабочей жидкости во впадине осадка. При размыве осадка необходимо более длительное воздействие струй на размываемый осадок, поэтому системой управления устанавливаются заданный дискретный угол поворота камеры 1 и продолжительность работы при останове устройства в этом положении до следующего поворота на заданный угол. Периодическое опускание предлагаемого устройства осуществляется переустановкой штифтов 33 в нижерасположенные отверстия стоек 32.As a result, the jets flowing from the nozzles 17 when pressure is applied to the chamber 1, act along the entire perimeter of the cavity. Then, with the pneumatic cylinder 8, the chamber is transferred to another level in the liquid and when pressure is applied to the chamber 1, it returns to its original position. This achieves a more complete mixing of the volume of the circulating working fluid in the sediment basin. When sediment is eroded, a longer exposure of the jets to the eroded sediment is necessary, therefore, the control system sets a predetermined discrete angle of rotation of chamber 1 and the duration of operation when the device is stopped in this position until the next rotation by a given angle. Periodic lowering of the proposed device is carried out by reinstalling the pins 33 in the lower holes of the racks 32.
Ранее на предприятии первоначальное создание впадины в осадке и перемешивание суспензии осуществлялось известным устройством по патенту РФ №2197028 затопленными струями нижней моечной головки. При размыве осадка не затопленными струями вместо известного устройства используются устройства для размыва осадка и дезактивации (патент РФ №2249868 и патент на полезную модель №61928), которые имеют одно сопло с более мощной струей и которые размывают и растворяют осадок более эффективно, по сравнению с известным устройством при его работе верхней моечной головкой. Для выдачи суспензии из емкости или подачи рабочей жидкости на указанные устройства для размыва осадка применяется пульсационный клапанный погружной насос (патент РФ №2097605).Previously, at the enterprise, the initial creation of a depression in the sediment and mixing of the suspension was carried out by the known device according to the patent of the Russian Federation No. 2197028 by flooded jets of the lower washing head. In case of sediment erosion by non-flooded jets, instead of the known device, devices for sediment erosion and decontamination are used (RF patent No. 22989868 and utility model patent No. 61928), which have one nozzle with a more powerful jet and which erode and dissolve the precipitate more efficiently than known device during its operation by the upper washing head. A pulsating valve submersible pump (RF patent No. 2097605) is used to dispense a suspension from a container or supply a working fluid to these devices for sediment erosion.
На предприятии проведены опытно-промышленные испытания заявляемого устройства, которые показали более высокую эффективность при размыве осадка и перемешивания при его растворении, а также высокую надежность в работе.The enterprise conducted pilot tests of the inventive device, which showed higher efficiency in the erosion of sediment and mixing during its dissolution, as well as high reliability.
Дистанционное управление работой устройств для размыва осадка, пульсационного клапанного погружного насоса и заявляемого устройства осуществляются единой компьютерной системой управления, включающей персональный компьютер, микроконтроллер, модемы связи и программное обеспечение.Remote control of the operation of devices for erosion of sediment, a pulsating valve submersible pump and the inventive device is carried out by a single computer control system, including a personal computer, microcontroller, communication modems and software.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012104676/07A RU2490736C1 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Deposit washing-out and mixing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012104676/07A RU2490736C1 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Deposit washing-out and mixing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2490736C1 true RU2490736C1 (en) | 2013-08-20 |
Family
ID=49162991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012104676/07A RU2490736C1 (en) | 2012-02-09 | 2012-02-09 | Deposit washing-out and mixing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2490736C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569339C2 (en) * | 2014-03-27 | 2015-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ГОРНО - ХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | Device for washing residue and mixing |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU895560A1 (en) * | 1978-10-04 | 1982-01-07 | Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности | Device for washing-out sediment in reservoirs |
| SU1079315A1 (en) * | 1982-12-23 | 1984-03-15 | Ленинградский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт | Apparatus for washing-out sediment in containers |
| US4497664A (en) * | 1982-10-07 | 1985-02-05 | Alsthom-Atlantique | Erosion of a solid surface with a cavitating liquid jet |
| RU2197028C2 (en) * | 2000-09-15 | 2003-01-20 | Горно-химический комбинат | Device for sediment wash-out and decontamination |
| JP2010169463A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Kajima Corp | Method and device for burial disposal of waste |
-
2012
- 2012-02-09 RU RU2012104676/07A patent/RU2490736C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU895560A1 (en) * | 1978-10-04 | 1982-01-07 | Горьковский Государственный Институт По Проектированию Предприятий Нефтеперерабатывающей И Нефтехимической Промышленности | Device for washing-out sediment in reservoirs |
| US4497664A (en) * | 1982-10-07 | 1985-02-05 | Alsthom-Atlantique | Erosion of a solid surface with a cavitating liquid jet |
| SU1079315A1 (en) * | 1982-12-23 | 1984-03-15 | Ленинградский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Инженерно-Строительный Институт | Apparatus for washing-out sediment in containers |
| RU2197028C2 (en) * | 2000-09-15 | 2003-01-20 | Горно-химический комбинат | Device for sediment wash-out and decontamination |
| JP2010169463A (en) * | 2009-01-21 | 2010-08-05 | Kajima Corp | Method and device for burial disposal of waste |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2569339C2 (en) * | 2014-03-27 | 2015-11-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "ГОРНО - ХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ" | Device for washing residue and mixing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2654923C2 (en) | Apparatus and method for dredging of sediments from seabed | |
| EA000558B1 (en) | Method and device for liquefying thickened oil sediments | |
| EP0723909A1 (en) | Flushing device | |
| EP2121206B1 (en) | Method and plant for treating bottom sludge in a tank | |
| KR20000076440A (en) | Reducing oil cargo sludge in tankers | |
| US5445173A (en) | System for stirring and thereby reducing build up of bottom sediments in a storage tank | |
| JP2021531426A (en) | Pump system | |
| RU2490736C1 (en) | Deposit washing-out and mixing device | |
| WO2021082438A1 (en) | Forced type drilling sludge-fluid separator | |
| RU2249269C2 (en) | Pulsating valve-actuated submersible pump | |
| EP1715965A1 (en) | Pivoting jet cleaner with an external-power-free pivoting drive | |
| CN109228021A (en) | A kind of cleaning device for cleaning with greasy dirt plastics | |
| KR20140009111A (en) | Grit removal system | |
| EA012383B1 (en) | High viscosity fluid transfer apparatus | |
| RU2493623C1 (en) | Pulsation valve submersible pump | |
| US20040050407A1 (en) | Apparatus for the automatic cleaning of liquid storage tanks | |
| CN210434039U (en) | Sewage treatment integration equipment | |
| NO322452B1 (en) | Procedure for cleaning an oil storage tank and device for implementing it | |
| RU2339101C1 (en) | Pulsating valve submerged pump | |
| CN216077213U (en) | Water prevention and control device for geological engineering | |
| RU2569339C2 (en) | Device for washing residue and mixing | |
| CN212864466U (en) | Shale gas flowback liquid sewage treatment device | |
| JP2006249863A (en) | Drainage system | |
| RU2513039C1 (en) | Device to clean pond from radioactive bottom deposits | |
| RU2392676C1 (en) | Device for washing pulp and residue |