RU2764614C1

RU2764614C1 - Device for removing the surface layer of liquids

Info

Publication number: RU2764614C1
Application number: RU2021115051A
Authority: RU
Inventors: Юрий Витальевич Псигин; Дмитрий Валерьевич Кравченко; Сергей Иванович Рязанов
Priority date: 2021-05-25
Filing date: 2021-05-25
Publication date: 2022-01-18

Abstract

FIELD: technological fluids cleaning.

SUBSTANCE: invention relates to a device for removing the surface layer of oily liquids and can be used in treatment facilities for water supply and sewerage in the chemical, metalworking and other industries when cleaning technological, cutting fluids from organic impurities. The device is installed in a settling tank, at the bottom of which there is a scraper conveyor. To drain the contaminated and purified liquid, branch pipes are provided. The device consists of a float in the form of a rectangular parallelepiped strung on two rods, flywheels, two springs strung on the rods, a bar in the form of a channel bar attached to the bottom of the oil intake. The oil intake is made in the form of a rectangular frame, consisting of interconnected and communicating trays, two drain systems for drainage of the surface layer of the liquid, connected to the intake bottoms and consisting of a movable pipe made of a straight section, an outlet and a drain pipe. An additional tank is fixed on the sedimentation tank, communicating with the sedimentation tank by a pipeline, and in which a float-support is located, on two rods of which a load is installed, providing the float-support in a vertical position. Through rods and two rocker arms, both floats are connected to a counterweight outside the tanks.

EFFECT: improving the reliability of operation and the quality of separation of the surface oil-containing layer and pure water.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для забора поверхностного слоя (например, масла) нефтесодержащих сточных вод или других несмешиваемых жидкостей и может найти применение в очистных сооружениях водоснабжения и канализации, в химической, металлообрабатывающей и других отраслях промышленности при очистке технологических, смазочно-охлаждающих жидкостей от механических примесей и масла.The invention relates to devices for collecting the surface layer (for example, oil) of oil-containing wastewater or other immiscible liquids and can be used in water supply and sewerage treatment plants, in the chemical, metalworking and other industries in the purification of technological, lubricating and cooling liquids from mechanical impurities and oils.

Известно устройство для забора поверхностного слоя жидкости, содержащее маслосборный щелевой цилиндр, соединенный со сливной системой масла и удерживаемый на поверхности жидкости с помощью устройства пантографного типа, металлоконструкцию, к которой крепится устройство пантографного типа, набор пластин, грузов для регулировки положения щелевого цилиндра на поверхности жидкости и ручки для крепления грузов [см. а. с. СССР №1388387, МПК C02F 1/40, 1988].A device for collecting the surface layer of a liquid is known, comprising a slotted oil collecting cylinder connected to the oil drain system and held on the liquid surface using a pantograph type device, a metal structure to which the pantograph type device is attached, a set of plates, weights for adjusting the position of the slotted cylinder on the liquid surface and handles for securing loads [see. a. With. USSR No. 1388387, IPC C02F 1/40, 1988].

К недостаткам этого устройства можно отнести нестабильную его работу, а следовательно, и низкое качество разделения поверхностного слоя жидкости вследствие следующих причин. Во-первых, на поверхности жидкости зачастую образуются скоагулированные крупные частицы масляной фазы с посторонними примесями, которые забивают щель и доступ масла в цилиндр прекращается. Во-вторых, эти частицы могут образовываться и в самом цилиндре, забивая сливную магистраль, в результате чего цилиндр полностью заполняется маслом и водой и погружается в жидкость. В-третьих, при колебании уровня жидкости образуется дисбаланс расхода жидкости на входе в цилиндр и сливе из него, в итоге вместе с маслом попадает много воды. В-четвертых, с противоположной стороны поверхности цилиндра, где нет щели, образуется застойная зона, в которой скапливается большое количество масла, которое удалить практически невозможно и его приходится перегонять в сторону щели вручную. Все это приводит к снижению эффективности удаления масла.The disadvantages of this device include its unstable operation, and, consequently, the low quality of the separation of the surface layer of the liquid due to the following reasons. Firstly, coagulated large particles of the oil phase with foreign impurities often form on the surface of the liquid, which clog the gap and the access of oil to the cylinder is stopped. Secondly, these particles can also form in the cylinder itself, clogging the drain line, as a result of which the cylinder is completely filled with oil and water and immersed in liquid. Thirdly, when the liquid level fluctuates, an imbalance in the flow rate of the liquid at the inlet to the cylinder and the drain from it is formed, as a result, a lot of water gets along with the oil. Fourthly, on the opposite side of the cylinder surface, where there is no gap, a stagnant zone is formed, in which a large amount of oil accumulates, which is almost impossible to remove and has to be distilled towards the gap manually. All this leads to a decrease in the efficiency of oil removal.

Известно также устройство для забора поверхностного слоя жидкости, содержащее подвижную трубу, выполненную из отвода и прямого участка, снабженного седлом, заборник и приспособление для поддержания устройства на плаву в виде тяг с поплавками, размещенными под углом 120° одна к другой, причем прямой участок подвижной трубы имеет резьбу, а седло выполнено в виде гайки [см. а.с. СССР №981239, МПК C02F 1/40, 1982].It is also known a device for taking the surface layer of a liquid, containing a movable pipe made of a branch and a straight section equipped with a saddle, an intake and a device for keeping the device afloat in the form of rods with floats placed at an angle of 120 ° to one another, and the straight section is movable the pipe is threaded, and the seat is made in the form of a nut [see Fig. a.s. USSR No. 981239, IPC C02F 1/40, 1982].

Недостатком этого устройства является низкая эффективность удаления поверхностного слоя жидкости в силу ряда причин. Во-первых, удаление масла осуществляется лишь в локальных зонах, а не со всей поверхности, так как заборник большого диаметра требует изготовления и большого диаметра поплавков, поэтому габариты всего устройства значительно увеличиваются, возникает много застойных зон. Во-вторых, сами поплавки являются участками, препятствующими прохождению поверхностного слоя жидкости в заборник, т.е. вокруг них скапливается большое количество масла, которое само по себе задерживает другие слои. В этом случае нужно принудительно направлять в заборник поверхностный слой жидкости, т.е. создавать дополнительное устройство, что усложнит конструкцию. В-третьих, отсутствие каких-либо направляющих, способных удерживать заборник строго в вертикальном положении, приводит к его неизбежному наклону к зеркалу поверхности жидкости, поэтому вместе с поверхностным слоем в заборник сливаются и нижние слои, ухудшая качество разделения масла от жидкости. В-четвертых, качество удаления масла снижается еще и из-за наличия большого количества застойных зон, так как само устройство в плане представляет собой как бы цилиндрическое тело, вписанное в квадрат, следовательно, эти застойные зоны находятся в углах квадрата. В-пятых, регулировку заборника по высоте осуществлять затруднительно, так как приходится придерживать заборник. вращая поплавки вместе с тягами и гайкой. Все это снижают эффективность удаления поверхностного слоя (масла) с поверхности жидкости.The disadvantage of this device is the low efficiency of removal of the surface layer of the liquid for a number of reasons. Firstly, oil is removed only in local areas, and not from the entire surface, since a large-diameter intake requires manufacturing and large-diameter floats, so the dimensions of the entire device increase significantly, and there are many stagnant zones. Secondly, the floats themselves are areas that prevent the passage of the surface layer of liquid into the intake, i.e. a large amount of oil accumulates around them, which in itself delays other layers. In this case, it is necessary to forcefully direct the surface layer of the liquid into the intake, i.e. create an additional device, which will complicate the design. Thirdly, the absence of any guides capable of holding the intake in a strictly vertical position leads to its inevitable inclination to the liquid surface mirror, therefore, together with the surface layer, the lower layers also merge into the intake, worsening the quality of oil separation from the liquid. Fourthly, the quality of oil removal is also reduced due to the presence of a large number of stagnant zones, since the device itself in terms of the plan is like a cylindrical body inscribed in a square, therefore, these stagnant zones are located in the corners of the square. Fifthly, it is difficult to adjust the height of the intake, since you have to hold the intake. rotating the floats together with the rods and the nut. All this reduces the efficiency of removing the surface layer (oil) from the surface of the liquid.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является выбранное в качестве прототипа устройство для удаления поверхностного слоя жидкости [см. патент РФ №2008270, МПК C02F 1/40, 1994], смонтированное в баке-отстойнике, на дне которого размещен скребковый конвейер. Для слива загрязненной жидкости (например, СОЖ), и для слива очищенной жидкости предусмотрены патрубки. Устройство состоит из поплавка в виде прямоугольного параллелепипеда, нанизанного на две тяги, маховичка, служащего для регулировки положения поплавка в вертикальном положении, шайб, установленных под маховиками и поплавком, пружин, нанизанных на тяги, двух планок, прикрепленных к днищам двух параллельных лотков, заборника масла, выполненного в виде прямоугольной рамы, состоящей из соединенных между собой и сообщающихся лотков, двух сливных систем для дренажа поверхностного слоя жидкости, подсоединенных к днищам заборника и состоящих из подвижной трубы, выполненной из прямого участка, отвода и сливного патрубка. Заборник масла снабжен с двух сторон роликами, состоящими из осей, подшипников и фиксирующих пружинных колец. Каждая пара роликов с обеих сторон заборника масла вставлена в направляющие, прикрепленные к стенкам бака-отстойника, так, чтобы заборник масла совместно с поплавком имел возможность перемещаться в вертикальном направлении относительно зеркала поверхности жидкости. Для регулировки положения заборника масла относительно зеркала поверхности жидкости на поперечных лотках установлены пластины (грузы).The closest in technical essence to the claimed invention is the device selected as a prototype for removing the surface layer of liquid [see. patent of the Russian Federation No. 2008270, IPC C02F 1/40, 1994], mounted in a settling tank, at the bottom of which a scraper conveyor is placed. Branch pipes are provided for draining contaminated liquid (for example, coolant) and for draining cleaned liquid. The device consists of a float in the form of a rectangular parallelepiped strung on two rods, a handwheel used to adjust the position of the float in a vertical position, washers installed under the flywheels and the float, springs strung on rods, two slats attached to the bottoms of two parallel trays, an intake oil, made in the form of a rectangular frame, consisting of interconnected and communicating trays, two drain systems for draining the surface layer of liquid, connected to the bottoms of the intake and consisting of a movable pipe made of a straight section, a drain and a drain pipe. The oil intake is equipped with rollers on both sides, consisting of axles, bearings and fixing spring rings. Each pair of rollers on both sides of the oil intake is inserted into guides attached to the walls of the settling tank so that the oil intake together with the float can move in the vertical direction relative to the liquid surface mirror. To adjust the position of the oil intake relative to the liquid surface mirror, plates (weights) are installed on the transverse trays.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что невозможно обеспечить строгую параллельность направляющих при монтаже бака-отстойника, что ведет к отклонению от горизонтальности верхнего среза заборника и снижению качества разделения масла и чистой жидкости. Коме того зазор между подшипниками устройства и направляющими будет постоянно забиваться шламом и другими примесями и вести к перекосу устройства и в продольном, и в поперечном направлениях, забору масла вместе с водой или даже заклиниванию устройства в направляющих и прекращению выполнения устройством своих функций.The reasons hindering the achievement of the technical result indicated below when using a known device adopted as a prototype include the fact that it is impossible to ensure strict parallelism of the guides when installing the settling tank, which leads to a deviation from the horizontality of the upper cut of the intake and a decrease in the quality of separation of oil and clean liquid . In addition, the gap between the bearings of the device and the guides will constantly become clogged with sludge and other impurities and lead to the distortion of the device in both the longitudinal and transverse directions, the intake of oil along with water, or even the device jamming in the guides and stopping the device from performing its functions.

Сущность изобретения заключается в следующем.The essence of the invention is as follows.

В процессе эксплуатации СОЖ в нее попадают различные масла из гидросистем станков, которые неблагоприятно воздействуют на эффективность выполнения жидкостью своих функций, снижая сроки ее эксплуатации и др. Эти нежелательные примеси необходимо удалять.During the operation of the coolant, various oils from the hydraulic systems of machine tools enter it, which adversely affect the efficiency of the fluid performing its functions, reducing its service life, etc. These undesirable impurities must be removed.

Осуществляется это следующим образом: в баке-отстойнике устанавливается устройство для удаления поверхностного слоя жидкости, содержащее заборник, приспособление для поддержания устройства на плаву в виде тяг с поплавком, сливную систему в виде подвижной трубы, выполненной из отвода и прямого участка. Заборник выполнен в виде прямоугольной рамы из сообщающихся и соединенных между собой лотков. Поплавок выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда и размещен в раме. Настраивается устройство по высоте в свежеприготовленной СОЖ таким образом, чтобы верхний срез лотков заборника находился на одном уровне с зеркалом поверхности жидкости. При накоплении масла на поверхности плотность жидкости уменьшается, устройство опускается в жидкость и маслосодержащий слой сливается в заборник устройства. Наличие тяжелой планки, изготовленной из швеллера, обеспечивает постоянное строго вертикальное положение устройства.This is done as follows: a device for removing the surface layer of liquid is installed in the settling tank, containing an intake, a device for keeping the device afloat in the form of rods with a float, a drain system in the form of a movable pipe made of a branch and a straight section. The intake is made in the form of a rectangular frame of communicating and interconnected trays. The float is made in the form of a rectangular parallelepiped and placed in the frame. The device is adjusted in height in freshly prepared coolant in such a way that the upper cut of the intake trays is on the same level with the liquid surface mirror. With the accumulation of oil on the surface, the density of the liquid decreases, the device sinks into the liquid and the oil-containing layer merges into the intake of the device. The presence of a heavy bar made of a channel ensures a constant strictly vertical position of the device.

Технический результат - повышение надежности работы и качества разделения поверхностного маслосодержащего слоя и чистой жидкости.The technical result is an increase in the reliability of operation and the quality of separation of the surface oil-containing layer and pure liquid.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что, как и в известном устройстве (прототипе), устройство для удаления поверхностного слоя жидкостей, содержит заборник, выполненный в виде прямоугольной рамы, состоящей из соединенных и сообщающихся между собой лотков, планку, прикрепленную к днищам двух параллельных лотков, приспособление для поддержания устройства на плаву, содержащее выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда поплавок с тягами, установленными перпендикулярно к планке, сливную систему в виде подвижной трубы, выполненной из отвода и прямого участка.The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that, as in the known device (prototype), the device for removing the surface layer of liquids contains an intake made in the form of a rectangular frame consisting of trays connected and communicating with each other, a bar attached to the bottoms two parallel trays, a device for keeping the device afloat, containing a float made in the form of a rectangular parallelepiped with rods installed perpendicular to the bar, a drain system in the form of a movable pipe made of a branch and a straight section.

Особенность заключается в том, что устройство снабжено соединенным через трубопровод с баком-отстойником дополнительным баком, в котором размещен поплавок-опора с тягами, и грузом-противовесом с тягами, которые через коромысла соединены с тягами поплавка-опоры и поплавка устройства для удаления поверхностного слоя жидкостей.The peculiarity lies in the fact that the device is equipped with an additional tank connected through a pipeline to the settling tank, in which a float-support with rods is placed, and a weight-counterweight with rods, which are connected through the rocker arms to the rods of the float-support and the float of the device for removing the surface layer liquids.

На чертежах представлено: на фиг. 1 изображено устройство, установленное в бак-отстойник, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2.The drawings show: in Fig. 1 shows the device installed in the settling tank, general view; in fig. 2 - section A-A in Fig. one; in fig. 3 - view B in Fig. 2; in fig. 4 - section B-B in Fig. 2.

Устройство для удаления поверхностного слоя жидкости смонтировано в баке-отстойнике 1 (фиг. 1), на дне которого размещен конвейер 2. Для слива загрязненной жидкости (например, СОЖ) предусмотрен патрубок 3, а для слива очищенной жидкости - патрубок 4. Устройство 5 состоит из поплавка 6 (фиг. 2 и 4) в виде прямоугольного параллелепипеда, нанизанного на две тяги 7, маховиков 8, служащих для регулировки положения поплавка 6 в вертикальном положении, шайб 9 и 10, установленных под маховиками 8 и поплавком 6, пружин 11, нанизанных на тяги 7, планки 12 в виде швеллера, прикрепленной к днищу заборника 13 масла, выполненного в виде прямоугольной рамы, состоящей из соединенных между собой и сообщающихся лотков, двух сливных систем для дренажа поверхностного слоя жидкости, подсоединенных к днищам заборника 13 и состоящих из подвижной трубы, выполненной из прямого участка 14, отвода 15 и сливного патрубка 16. На баке-отстойнике 1 закреплен дополнительный бак 17, сообщающийся с баком-отстойником трубопроводом 18, и в котором размещен поплавок-опора 19 на двух тягах 20, несущих груз 21. Тяги 7 и тяги 20 через коромысло 22 соединены с двумя тягами 23, на которых закреплен груз-противовес 24.A device for removing the surface layer of liquid is mounted in a settling tank 1 (Fig. 1), at the bottom of which a conveyor 2 is placed. from a float 6 (Fig. 2 and 4) in the form of a rectangular parallelepiped strung on two rods 7, flywheels 8, which serve to adjust the position of the float 6 in a vertical position, washers 9 and 10 installed under the flywheels 8 and float 6, springs 11, strung on rods 7, strips 12 in the form of a channel, attached to the bottom of the oil intake 13, made in the form of a rectangular frame, consisting of interconnected and communicating trays, two drain systems for draining the surface layer of liquid connected to the bottoms of the intake 13 and consisting of a movable pipe made of a straight section 14, a branch 15 and a drain pipe 16. An additional tank 17 is fixed on the settling tank 1, which communicates with the settling tank tr piping 18, and in which the float-support 19 is placed on two rods 20 carrying the load 21. The rods 7 and rods 20 are connected through the rocker 22 to two rods 23, on which the load-counterweight 24 is fixed.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

Загрязненная жидкость сливается по патрубку 3 в бак-отстойник 1, где отстаивается в течение нескольких часов. В процессе отстоя механические примеси оседают на дно бака, а легкие примеси в виде масла, мелкодисперсных частиц, продуктов биопоражения и других органических соединений всплывают на поверхность жидкости. После отстоя жидкости включается скребковый конвейер 2, который с помощью нижней ветви выносит наружу осевшие механические примеси и сбрасывает их в специальную тару (не показана). Скребки верхней ветви конвейера 2 начинают перемещать поверхностный слой жидкости в направлении устройства 5. В это же время открывается вентиль сливного патрубка 4 и очищенная жидкость направляется к потребителю. Поверхностный слой жидкости стекает в заборник 13 масла (фиг. 2-4) устройства удаления поверхностного слоя и по сливным системам дренажа, выполненным в виде участка 14, отвода 15 и сливного патрубка 16 (фиг. 2), сбрасывается в специальную тару (не показана) для дальнейшей регенерации. Для регулирования глубины погружения заборника 13 так, чтобы верхний срез заборника находился в одной плоскости с поверхностью раздела жидкостей, предусмотрена выполненная из швеллера планка 12 (фиг. 2 и 3), а для удержания заборника 13 на плаву в момент заполнения лотков поверхностным слоем жидкости служит поплавок 6 (фиг. 2-4), размещенный во внутреннем пространстве заборника масла и нанизанный на тяги 7, смонтированные на планке 12, прикрепленной к днищам лотков заборника 13. При заполнении системы применения СОЖ свежеприготовленной жидкостью первоначальное положение поплавка 6 в вертикальном направлении относительно заборника 13 масла осуществляется с помощью маховичков 8, пружин 11 и набором пластин груза-противовеса 24. Шайбы 9 и 10 служат для исключения повреждения поплавка 6 в процессе регулировки. Постоянное положение верхнего среза заборника 13 относительно поверхности СОЖ достигается с помощью груза-противовеса 24, соединенного с устройством 5 через тяги 23, коромысла 22, тяги 7 и тяги 20 поплавка-опоры 19, плавающего в дополнительном баке 17 и удерживаемого в вертикальном положении с помощью грузов 21.The contaminated liquid is drained through the pipe 3 into the settling tank 1, where it settles for several hours. During settling, mechanical impurities settle to the bottom of the tank, while light impurities in the form of oil, fine particles, biodegradation products and other organic compounds float to the surface of the liquid. After the liquid settles, the scraper conveyor 2 is switched on, which, with the help of the lower branch, takes out the settled mechanical impurities and dumps them into a special container (not shown). The scrapers of the upper branch of the conveyor 2 begin to move the surface layer of the liquid in the direction of the device 5. At the same time, the drain valve 4 opens and the purified liquid is sent to the consumer. The surface layer of the liquid flows into the oil intake 13 (Fig. 2-4) of the surface layer removal device and through the drain drainage systems made in the form of section 14, outlet 15 and drain pipe 16 (Fig. 2), is discharged into a special container (not shown ) for further regeneration. To regulate the immersion depth of the intake 13 so that the upper cut of the intake is in the same plane with the liquid interface, a bar 12 made of the channel is provided (Fig. 2 and 3), and to keep the intake 13 afloat at the moment the trays are filled with a surface layer of liquid, float 6 (Fig. 2-4), placed in the inner space of the oil intake and strung on rods 7, mounted on a bar 12 attached to the bottoms of the trays of the intake 13. When filling the coolant application system with freshly prepared liquid, the initial position of the float 6 in the vertical direction relative to the intake 13 oil is carried out with the help of handwheels 8, springs 11 and a set of weight-counterweight plates 24. Washers 9 and 10 serve to prevent damage to the float 6 during the adjustment process. The constant position of the upper cut of the intake 13 relative to the coolant surface is achieved with the help of a weight-counterweight 24 connected to the device 5 through the rods 23, the rocker arm 22, the rod 7 and the rod 20 of the float-support 19, floating in the additional tank 17 and held in a vertical position with the help of cargo 21.

При накоплении масла в СОЖ в процессе ее эксплуатации плотность жидкости в основном баке-отстойнике уменьшается и зеркало заборника 13 опускается на уровень чистой СОЖ, маслосодержащий слой стекает в лотки заборника 13.With the accumulation of oil in the coolant during its operation, the density of the liquid in the main settling tank decreases and the mirror of the intake 13 drops to the level of pure coolant, the oil-containing layer flows into the trays of the intake 13.

Поплавок 19 находится в чистой СОЖ и когда маслосодержащий слой удаляется, плотность жидкости в обоих баках сравнивается и устройство 5 возвращается в исходное положение, не допуская попадания в заборник 13 чистой СОЖ, предотвращая ее излишний расход.The float 19 is in clean coolant and when the oil-containing layer is removed, the density of the liquid in both tanks is compared and the device 5 returns to its original position, preventing clean coolant from entering the intake 13, preventing its excessive consumption.

Claims

A device for removing the surface layer of liquids, including an intake made in the form of a rectangular frame consisting of trays connected and communicating with each other, a bar attached to the bottoms of two parallel trays, a device for keeping the device afloat, containing a float with rods made in the form of a rectangular parallelepiped installed perpendicular to the bar, a drain system in the form of a movable pipe made of a branch and a straight section, characterized in that, in order to increase the efficiency and reliability of operation, the device is equipped with an additional tank connected through a pipeline with a settling tank, in which a support float with rods, and a load-counterweight with rods, which are connected through the rocker arms to the rods of the float-support and the float of the device for removing the surface layer of liquids.