RU54370U1

RU54370U1 - WATER TREATMENT DEVICE

Info

Publication number: RU54370U1
Application number: RU2006103386/22U
Authority: RU
Inventors: Екатерина Юрьевна Короткова; Раиф Газизович Галиуллин; Юрий Федорович Коротков; Николай Алексеевич Николаев
Priority date: 2006-02-06
Filing date: 2006-02-06
Publication date: 2006-06-27

Abstract

Использование: очистка воды от твердых и жидких примесей. Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве для очистки воды, содержащем вертикальную емкость 1 с патрубками 2 входной исходной воды и 3 выхода осветленной воды, патрубками 4 и 5 входа и выхода газа, патрубком 6 выгрузки шлама и патрубком 7 выхода пены с пеносъемником 8 и продольные трубы 10 с подтопленными нижними концами, продольные трубы расположены по образующим конуса, обращенного вершиной вверх, при этом их верхние концы соединены друг с другом и с патрубком 4, патрубок 2 размещен на емкости 1 сбоку в нижней ее части, а над патрубком 4 установлен соосно и с зазором поршневой нагнетатель газа 11 с поршнем 12 в верхней части. Снаружи труб 11 соосно емкости 1 установлен стакан 16 с центральным отверстием 17 в его донышке 18, в которое снизу вмонтирована трубка 19, соединенная посредством муфты 20 с патрубком 2. Верхняя кромка стакана 16 расположена ниже патрубка 3. В стакане 16 над отверстием 17 установлена распределительная тарелка 22. Нагнетатель 11 укреплен на патрубке 4 посредством распорных втулок 13 и болтового соединения 14. 4 з.п. ф-лы.Usage: water purification from solid and liquid impurities. The essence of the utility model is that in a device for water purification, containing a vertical tank 1 with nozzles 2 of the input water source and 3 exits of clarified water, nozzles 4 and 5 of the gas inlet and outlet, nozzle 6 for discharge of sludge and nozzle 7 of the foam exit with a foam remover 8 and longitudinal pipes 10 with flooded lower ends, the longitudinal pipes are located along the generatrices of the cone facing the top upward, while their upper ends are connected to each other and to the pipe 4, pipe 2 is placed on the tank 1 on the side in its lower part, and above the pat wheelhouse 4 is installed coaxially and with a clearance piston gas supercharger 11 with a piston 12 in the upper part. Outside the pipes 11, coaxially of the tank 1, a cup 16 is installed with a central hole 17 in its bottom 18, into which a tube 19 is mounted from below, connected by a sleeve 20 to a pipe 2. The upper edge of the glass 16 is located below the pipe 3. In the glass 16 there is a distribution plate 22. The supercharger 11 is mounted on the nozzle 4 by means of spacer sleeves 13 and bolt connection 14. 4 zp f-ly.

Description

Полезная модель относится к технике очистки воды от жидких и твердых примесей и может быть использована в нефтегазодобывающей, нефтехимической, химической, пищевой, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности.The utility model relates to techniques for treating water from liquid and solid impurities and can be used in the oil and gas, petrochemical, chemical, food, pulp and paper and other industries.

Известно устройство для очистки воды, содержащее корпус, горизонтальную перегородку с центральным отверстием, разделяющую корпус на верхнюю камеру с тангенциальным патрубком входа исходной воды и патрубком входа газа и нижнюю камеру с патрубками выхода осветленной воды, выхода пенного продукта и выгрузки шлама, установленную в нижней камере продольную трубу, верхний торец которой вмонтирован в центральное отверстие горизонтальной перегородки, а нижний торец не доходит до днища корпуса и под ним установлена распределительная тарелка с возможностью ограниченного перемещения вниз-вверх (см. Свидетельство РФ на полезную модель №24996, МКИ C 02 F 1/00, Б.И. №25 2002 г.).A device for water purification is known, comprising a housing, a horizontal partition with a central opening, dividing the housing into an upper chamber with a tangential inlet of the source water and a gas inlet and a lower chamber with nozzles for clarified water outlet, foam product outlet and sludge discharge installed in the lower chamber a longitudinal pipe, the upper end of which is mounted in the central hole of the horizontal partition, and the lower end does not reach the bottom of the body and a distribution plate is installed under it for limited movement up and down (see. The certificate of the Russian Federation for useful model №24996, IPC C 02 F 1/00, BI №25 2002).

Увеличение нагрузки по жидкости приводит к периодическому переполнению продольной трубы водой и повышению ее уровня в верхней камере, исчезновению вращающей «воронки» над продольной трубой и исключению попадания воздуха из верхней камеры в продольную трубу. При малых нагрузках по жидкости скорость жидкостного потока в подтопленном участке продольной трубы будет недостаточной для транспортирования газа в нижнюю камеру.An increase in fluid load leads to periodic overflow of the longitudinal pipe with water and an increase in its level in the upper chamber, the disappearance of the rotating "funnel" above the longitudinal pipe and the exclusion of air from the upper chamber into the longitudinal pipe. At low fluid loads, the velocity of the fluid flow in the flooded section of the longitudinal pipe will be insufficient to transport gas to the lower chamber.

Ближайшим заявляемой полезной модели по технической сущности является устройство для очистки воды, содержащее вертикальную емкость с патрубками входа исходной и выхода осветленной воды, входа и выхода газа, выгрузки шлама и патрубком выхода пены с пеносъемником и продольные The closest claimed utility model in technical essence is a water purification device containing a vertical container with nozzles for the inlet of the source and outlet of clarified water, gas inlet and outlet, sludge discharge and a foam outlet with a foam remover and longitudinal

трубы с подтопленными нижними концами, расположенные по окружности на равном расстоянии друг от друга (см. Патент РФ на изобретение №2222495, МКИ C 02 F 1/00, Б.И. №3, 2004 г.).pipes with flooded lower ends located around a circle at an equal distance from each other (see RF Patent for the invention No. 2222495, MKI C 02 F 1/00, B.I. No. 3, 2004).

Выполнение верхнего торца каждой продольной трубы в виде конфузора и размещение в этой трубе под конфузором винтовой лопасти обеспечивает эффективную работу указанного устройства при колебаниях нагрузки по жидкости.The implementation of the upper end of each longitudinal pipe in the form of a confuser and placement in this pipe under the confuser of a screw blade ensures the effective operation of the specified device when the load fluctuates in fluid.

Резкое повышение расхода жидкости приводит к резкому повышению уровня жидкости в верхней камере. Вращающая над продольной трубой «воронка» в этом случае не исчезает благодаря усилению вращения газожидкостного потока винтовой лопастью.A sharp increase in fluid flow leads to a sharp increase in fluid level in the upper chamber. The "funnel" rotating above the longitudinal pipe in this case does not disappear due to the increased rotation of the gas-liquid flow by a helical blade.

При малом расходе жидкости конфузор остается заполненным этой жидкостью, что обеспечивает сохранение вращающей «воронки» в верхней части конфузора и подсос газа из верхней камеры в продольную трубу.At a low flow rate, the confuser remains filled with this liquid, which ensures the preservation of the rotating "funnel" in the upper part of the confuser and the suction of gas from the upper chamber to the longitudinal pipe.

Общими недостатками указанных выше устройств для очистки воды является низкая эффективность из-за нестабильной работы при малых и больших нагрузках по жидкости и низкая степень очистки воды.Common disadvantages of the above water purification devices are low efficiency due to unstable operation at small and large fluid loads and low degree of water purification.

Задачей полезной модели является разработка такой конструкции устройства для очистки воды, которая обеспечила бы высокую степень очистки и стабильность работы в широком диапазоне изменения нагрузки по жидкости.The objective of the utility model is the development of such a design of a device for water purification, which would provide a high degree of purification and stability in a wide range of fluid load changes.

Поставленная задача решается разработкой устройства для очистки воды, содержащего вертикальную емкость с патрубками входа исходной и выхода осветленной воды, входа и выхода газа, выгрузки шлама и патрубком выхода пены с пеносъемником и продольные трубы с подтопленными нижними концами, расположенными по окружности на равном расстоянии друг от друга. В отличие от известного, в предлагаемом устройстве продольные трубы расположены по образующим конуса, обращенного вершиной вверх, при этом их верхние торцы соединены друг с другом и с патрубком The problem is solved by the development of a device for water purification, containing a vertical container with nozzles for the input of the source and outlet of clarified water, gas inlet and outlet, discharge of sludge and a foam outlet with a foam remover and longitudinal pipes with flooded lower ends located at an equal distance from each other friend. In contrast to the known one, in the proposed device, the longitudinal pipes are arranged along the generatrices of the cone facing upward, with their upper ends connected to each other and to the pipe

входа газа, патрубок входа исходной воды размещен на вертикальной емкости сбоку в нижней ее части, над патрубком входа газа установлен расположенный соосно и с зазором поршневой нагнетатель газа с поршнем в верхней части.the gas inlet, the source water inlet pipe is placed on a vertical tank at the side in its lower part, above the gas inlet pipe there is a piston gas supercharger located coaxially and with a gap with a piston in the upper part.

В предлагаемом устройстве снаружи продольных труб установлен соосно стакан с центральным отверстием в его донышке, в которое снизу вмонтирована трубка, соединенная с патрубком входа исходной воды.In the proposed device, outside the longitudinal pipes, a coaxial cup is installed with a central hole in its bottom, into which a tube is connected from below mounted to the source water inlet pipe.

Новым является также и то, что верхняя кромка стакана расположена ниже патрубка выхода осветленной воды.Also new is the fact that the upper edge of the glass is located below the outlet pipe for clarified water.

Кроме того, в стакане над его центральным отверстием установлена распределительная тарелка.In addition, a distribution plate is installed in the glass above its central hole.

Новое и то, что поршневой нагнетатель газа укреплен на патрубке входа газа посредством распорных втулок и болтового соединения.The new fact is that the piston gas supercharger is mounted on the gas inlet pipe by means of spacer sleeves and bolted connections.

На чертеже изображено предлагаемое устройство для очистки воды.The drawing shows the proposed device for water treatment.

Устройство содержит вертикальную емкость 1 с патрубками 2 входа исходной и 3 выхода осветленной воды, патрубками 4 и 5 входа и выхода газа, патрубком 6 выгрузки шлама и патрубком 7 выхода пены с пеносъемником 8. Патрубок 2 расположен на емкости 1 сбоку в нижней ее части. Верхнее днище емкости 1 выполнено в виде съемной крышки 9.The device contains a vertical tank 1 with nozzles 2 of the inlet of the source and 3 exits of clarified water, nozzles 4 and 5 of the inlet and outlet of gas, nozzle 6 of the discharge of sludge and nozzle 7 of the exit of foam with a foam remover 8. The nozzle 2 is located on the side of the tank 1 in its lower part. The upper bottom of the tank 1 is made in the form of a removable cover 9.

В емкости 1 установлены продольные трубы 10, причем они расположены по образующим конуса, обращенного вершиной вверх. Верхние торцы продольных труб 10 соединены друг с другом и с патрубком 4. Нижние торцы труб 10 расположены по окружности на равном расстоянии друг от друга.In the tank 1, longitudinal pipes 10 are installed, and they are located along the generatrices of the cone, with its apex facing up. The upper ends of the longitudinal pipes 10 are connected to each other and to the pipe 4. The lower ends of the pipes 10 are located around the circumference at an equal distance from each other.

Над патрубком 4 установлен соосно и с зазором поршневой нагнетатель газа 11 с поршнем 12 в верхней части. Нагнетатель 11 укреплен на патрубке 4 посредством распорных втулок 13 и болтового соединения 14.Above the nozzle 4, a piston gas blower 11 is installed coaxially and with a clearance, with a piston 12 in the upper part. The supercharger 11 is mounted on the pipe 4 by means of spacer sleeves 13 and a bolt connection 14.

На крышке 9 установлен дополнительный патрубок 15 выхода газа.An additional gas outlet pipe 15 is installed on the lid 9.

В емкости 1 снаружи труб 10 установлен соосно стакан 16 с центральным отверстием 17 в его донышке 18, в которое снизу вмонтирована трубка 19, соединенная посредством муфты 20 с патрубком 2. Верхняя кромка 21 стакана 16 расположена ниже патрубка 3. В стакане 16 над отверстием 17 установлена распределительная тарелка 22.In the container 1, outside the pipes 10, a cup 16 is installed coaxially with a central hole 17 in its bottom 18, into which a tube 19 is mounted from below, connected by a sleeve 20 to a pipe 2. The upper edge 21 of the glass 16 is located below the pipe 3. In the glass 16 above the hole 17 the distribution plate 22 is installed.

К патрубку 3 присоединена размещенная в емкости 1 вертикальная труба 23. Днище емкости 1 выполнено в виде съемной крышки 24.A vertical pipe 23 located in the tank 1 is connected to the pipe 3. The bottom of the tank 1 is made in the form of a removable cover 24.

Устройство для очистки воды работает следующим образом.A device for water purification works as follows.

Исходная вода поступает через патрубок 2 и трубку 19 в стакан 16, в котором при выходе из зазора между донышком 18 стакана и тарелкой 22распределяется равномерно по сечению стакана. Уровень воды в емкости 1 одинаковый с уровнем воды в трубе 23.The source water enters through the pipe 2 and the tube 19 into the glass 16, in which when leaving the gap between the bottom 18 of the glass and the plate 22 is distributed evenly over the cross section of the glass. The water level in the tank 1 is the same as the water level in the pipe 23.

При движении поршня 12 вниз газ выбрасывается из нагнетателя 11 через патрубок 4 в трубы 10. При выходе из труб 10 в стакан 16 газ из сплошной фазы переходит в дисперсную и в виде пузырьков всплывает в обрабатываемом объеме воды вверх, захватывая жидкие и твердые примеси и создавая на поверхности жидкости пену. Пенный продукт удаляется из емкости 1 через патрубок 7. Количество удаляемого пенного продукта регулируется пеносъемником 8. Очищенная от примесей вода поднимается по трубе 23 вверх и выходит через патрубок 3. Выносимые из стакана крупные твердые частички оседают на крышку 24 и периодически удаляются через патрубок 6. Отработанный газ выходит из емкости 1 через патрубки 5 и 15.When the piston 12 moves down, the gas is ejected from the supercharger 11 through the pipe 4 into the pipes 10. When the pipes 10 exit into the glass 16, the gas from the continuous phase passes into the dispersed phase and floats up in the form of bubbles in the treated water volume, capturing liquid and solid impurities and creating foam on the surface of the liquid. The foam product is removed from the container 1 through the nozzle 7. The amount of foam product removed is regulated by the foam remover 8. The water purified from impurities rises upward through the pipe 23 and exits through the nozzle 3. Large solid particles carried out from the glass settle on the lid 24 and are periodically removed through the nozzle 6. The exhaust gas leaves the tank 1 through nozzles 5 and 15.

При возвратно-поступательном перемещении поршня 12 с частотой, совпадающей с частотой собственных колебаний газа, вследствие явления резонанса в газе возникают периодические ударные волны.During the reciprocating movement of the piston 12 with a frequency coinciding with the natural frequency of the gas, due to the phenomenon of resonance in the gas, periodic shock waves arise.

Движение поршня 12 вниз соответствует моменту выброса огромного количества газа из нагнетателя 11 в патрубок 4 и далее в трубы 10. Движение поршня 12 вверх соответствует моменту всасывания огромного количества The downward movement of the piston 12 corresponds to the moment of the release of a huge amount of gas from the supercharger 11 into the pipe 4 and then into the pipes 10. The upward movement of the piston 12 corresponds to the moment of absorption of a huge amount

газа из окружающего пространства через зазор шириной В между патрубком 4 и нагнетателем 11 в полость нагнетателя.gas from the surrounding space through a gap of width B between the pipe 4 and the supercharger 11 into the cavity of the supercharger.

Обычно частота колебаний поршня 12 составляет 10-15 Гц, а выбрасываемый из нагнетателя 11 в трубы 10 газ обладает огромной кинетической энергией, поэтому вода в трубах будет отсутствовать. Отсутствие воды в трубах 10 обеспечивает беспрепятственное поступление газа из труб в нижние слои обрабатываемого объема воды в стакане 16.Typically, the oscillation frequency of the piston 12 is 10-15 Hz, and the gas discharged from the blower 11 into the pipes 10 has tremendous kinetic energy, so there will be no water in the pipes. The lack of water in the pipes 10 ensures unhindered flow of gas from the pipes into the lower layers of the treated volume of water in the glass 16.

Независимо от расхода и колебаний нагрузки по исходной воде процесс обработки жидкой фазы газом в стакане 16 происходит непрерывно. Таким образом, предлагаемое устройство для очистки воды не реагирует на изменение нагрузки по жидкости.Regardless of the flow rate and load fluctuations in the source water, the process of processing the liquid phase with gas in the glass 16 occurs continuously. Thus, the proposed device for water purification does not respond to changes in fluid load.

Обычно ход S поршня 12 составляет 100-150 мм, диаметр нагнетателя D=150 мм, тогда как длина L нагнетателя может достигать несколько десятков метров. Поэтому предлагаемое устройство для очистки воды способно стабильно и эффективно работать как при больших, так и при малых нагрузках по жидкости. Огромное количество газа, выбрасываемого поршневым нагнетателем в очищаемую воду, обеспечивает эффективную очистку загрязненной воды при больших ее расходах.Typically, the stroke S of the piston 12 is 100-150 mm, the diameter of the supercharger D = 150 mm, while the length L of the supercharger can reach several tens of meters. Therefore, the proposed device for water purification is capable of stable and efficient operation both at large and at low liquid loads. A huge amount of gas ejected by a piston supercharger into the water to be treated provides an effective purification of contaminated water at high flow rates.

Высокая степень очистки воды в предлагаемом устройстве достигнута благодаря непрерывному поступлению газа в очищаемую воду независимо от нагрузки по жидкости.A high degree of water purification in the proposed device is achieved due to the continuous flow of gas into the purified water, regardless of the load on the liquid.

Расположение продольных труб 10 в емкости 1 по образующим конуса и соединение их с патрубком 4 обеспечивает плавный вход газа из патрубка в эти трубы.The location of the longitudinal pipes 10 in the tank 1 along the generatrices of the cone and their connection with the pipe 4 provides a smooth entry of gas from the pipe into these pipes.

Выполнение верхнего днища емкости 1 в виде съемной крышки 9, нижнего днища - в виде съемной крышки 24 и разъемное соединение трубки 19 с патрубком 2 обеспечивают легкую сборку и разборку аппарата.The implementation of the upper bottom of the tank 1 in the form of a removable cover 9, the lower bottom in the form of a removable cover 24 and the detachable connection of the tube 19 to the pipe 2 provide easy assembly and disassembly of the apparatus.

Расположение верхней кромки 21 стакана 16 ниже патрубка 3 позволяет регулировать количеством сбрасываемого из аппарата пенного продукта. The location of the upper edge 21 of the glass 16 below the nozzle 3 allows you to adjust the amount of foam product discharged from the apparatus.

Крепление поршневого нагнетателя 11 к патрубку 4 посредством распорных втулок 13 и болтового соединения 14 позволяет изменять величину зазора между нагнетателем и патрубком.The fastening of the piston supercharger 11 to the nozzle 4 by means of spacer sleeves 13 and bolt connection 14 allows you to change the gap between the supercharger and the nozzle.

Наличие в стакане 16 над центральным отверстием 17 распределительной тарелки 22 обеспечивает равномерное распределение потока исходной воды по сечению стакана и плавный вход этого потока в зону контакта с пузырьками газа, что обуславливает ослабление конвективных токов в обрабатываемом объеме воды.The presence in the glass 16 above the central opening 17 of the distribution plate 22 ensures uniform distribution of the source water stream over the glass section and a smooth entry of this stream into the contact zone with gas bubbles, which leads to weakening of convective currents in the treated volume of water.

Claims

1. A device for water purification, containing a vertical tank with nozzles for the input of the source and outlet of clarified water, gas inlet and outlet, unloading of sludge and a foam outlet with a foam remover and longitudinal pipes installed in a vertical tank with flooded lower ends located at an equal distance around the circumference from each other, characterized in that the longitudinal pipes are arranged along the generatrices of the cone facing upward, while their upper ends are connected to each other and to the gas inlet pipe, the inlet pipe is a water container placed on a vertical side in its lower part, and above the gas inlet pipe is arranged coaxially and with play piston plenum gas with the piston at the top.

2. The device according to claim 1, characterized in that a glass with a central hole in its bottom is installed coaxially in the vertical container outside the longitudinal pipes, into which a pipe is connected from below, connected by means of a coupling to the source water inlet pipe.

3. The device according to claims 1 and 2, characterized in that the upper edge of the glass is located below the outlet pipe for clarified water.

4. The device according to claims 1 and 2, characterized in that a distribution plate is installed in the glass above its central hole.

5. The device according to claim 1, characterized in that the piston gas blower is mounted on the gas inlet pipe by means of spacer sleeves and bolted connections.