RU6349U1 - Турбулентно-вихревой очиститель - Google Patents

Abstract

1. Турбулентно-вихревой очиститель преимущественно для очистки жидкости от механических примесей, содержащий нагнетатель жидкости, подводящий трубопровод, разделительную камеру, соосную с подводящим трубопроводом выводную трубу, причем концы трубопровода и выводной трубы установлены в разделительной камере, отличающийся тем, что выводная труба, выполненная на конце с внутренним диаметром, меньшим внутреннего диаметра подводящего трубопровода, установлена последовательно с подводящим трубопроводом, причем между кромками трубопровода и выводной трубы в плоскости, перпендикулярной их оси, имеется кольцевой зазор, при этом геометрические размеры подводящего трубопровода выбирают из следующих соотношений:L≥v•t;где L - длина подводящего трубопровода;V - скорость турбулентного потока в трубопроводе;t - среднее время перемещения частицы примеси от оси трубопровода до его внутренней поверхности;Re - число Рейнольдса для данной жидкости;μ - динамический коэффициент вязкости для жидкости;ρ - плотность жидкости;D- внутренний диаметр подводящего трубопровода.2. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что кромки подводящего трубопровода и выводной трубы установлены в одной плоскости, при этом на кромках выводной трубы выполнена фаска.

Description

ТУРБУЛЕНТНО-ВИХРЕВОЙ ОЧИСТИТЕЛЬ

Б04 С З/ОО

Предлагаемая полезная модель относится к технике очистки жидкостей от взвешенных твердых частиц, и может йыть использована в химической, перерайатыш аняцей промышленности, в установках для очистки сточным .и природных вод от механических примесей, а также в других отраслях промышленности,,

Известено Устройство для разделения суспензий в ви февом потоке по а.с, СССР # 1074606 кл,. ВО4СЗ/06, публ. 19S4 г.З, которое содержит тангенциальный входной патруйок и цилиндрическую вихревую KaMBfjy, выполненную в виде винтовой спирали с осевым выходным патрубком для сгуаденой фракции К недостаткам данного устройства следует отнести его сложность и невысокую производительность.

Известна также Устройство для очистки сточных и природных вод от механических примесей по а.с. СССР f 1611453 (кл. В04 СЗ/Об, публ, 1990 г, ) , которое содержит тангенциальный входной патруйок, соединенный с гидродинамической трубой данного диаметра, и вдвое меньшего диаметра выходную трубу для осветленной воды, установленную коаксиально внутри гидродинамической трубы,, Недостатками данного аналога являются наличие е труйе обратного потока от выходного патрубка и застойной ЕОНЫ s узле стыковки труй. Отмеченные с-ссз-бенности не позволяют производить при помощи данного устройства тонкунэ очистку жидкости от мелких примесей, которые подхватываются обратным потоком и засасывается в выиоднунэ труйу.

Наиболее «ялиеким по своей технической сути к предлагаемой полезной модели является Вихревой очиститель по а. с,. СССР 1437092, 1;кл.В04С 3/00, пувл 19SS г.- прототип), который состоит из подводящего трубопровода и коаксиально размещенной в нем выводной труйы, при этом между трубопроводом и труйой имеется кольцевой зазор для отделения частиц примеси от потока жидкости, причем укаэаннный зазор имеет выход в разделительную камеру На входе трубопровода установлен завихритель потока жидкости, с которым при помощи наружного патруйка соедр нена разделительная камера.

К недостаткам прототипа следует отнести сложность его конструкции, поскольку в нем нужно иметь встроенный завихритель для придания потоку жидкости вращательно-поступательного движения и дополнительную труйу для Еоаврата частично осветленной жидкости на доочистку в ПОДВОДЙ1ЦИЙ трубопровод. При этом, с целью уменьшения ги- дросопротивления между перекрывающимися поверхностями труй, конечную часть трубопровода необходимо выполнить в виде воронки, а от- вечающий ей конец выводной труеы - в виде усеченного конуса. Отмеченная особенность усложняет конструкцию данного очистителя.

Цель усовершенствования (техническая задача) - упрощение конст- рукции

Поставленная цель достигается тем, что в турбулентно-вихревом очистителе для очистки жидкости от механических примесей, содержащем нагнетатель жидкости, подводящий трубопровод, разделительнун камеру, соосную с трубопроводом выводную трубу, причем концы трубопровода и трубы установлены в разделительной камере, выводная

труьа, выполненийifi на конце с внутренним диаметром, меньшим внутреннего диаметра подводзщегсз трубопровода, установлена с трубопроводом последовательно с кольцевым зазором между их кромками э плоскости, перпендикулярной их оси, при этом геометрические размеры подБОдяи|его трубопровода выбирают из следующих соотношений:

L О-Ь ,

.V

где L- -- длина подводяазего трубопровода,

1 - скорость турбулентного потока в трубопроводе,

- времм гlepeмeuJeниsч частицы от оси трубопровода до его

внутренней поверхности,

К.е. - число Реймольдса для данной жидкости, /Ц .... динамический коэффициент вязкости дли жидкости, J - плотность жидкости, о - внутренний диаметр подводящего труйопровода.

Турйулентно-Би ;ревай очиститель отличается также тем, что кромки концов труйапровода и труйы установлены в одной плоскости, при ЭТом на конце трубы выполнена фаска.

Принцип де йстБия предлагаемого турбу.лентно ви феБого очистителя основан на ипшестном в гидродинамике, явлении, сущность которого в том, что ес.ли скорость течения жидкости в труйе превышает опреде.ленное критическое значение, то ламинарный поток, который можно представить в виде псступате..пьно перемещающихся элементарный объемов жидкости, превращается в турбулентный, когда в потоке возникаWT и распадается еращанэщиеся 5ги.хри жидкости.

Критическое значение скорости: , после которого s потоке начинают возникать турбу.леитные вихри, определяется известным соотношением

р . 77

гдег €. число Рейнольдса, - динамический коэффициент вязкости,

t/ - плотность жидкости, 5 - диаметр трубы.

Под действием центробежной силы, возникающей при вращении вих- , частица пр имеси перемещается изнутри вихря на его поверхность i-t отёрасы1гаЕ-тся Б несущий поток. Чарез некоторое время здесь возникает новый вихрь, который отбрасывает частицу еще дальше. Пере- мещавчсь таким образом Scx счет центробежных сил, действу№щи внутри возникающих ,, через некоторое время частица примеси оказывается у стенки Здесь частица задерживается, поскольку разме ры возле стенки малы и скорости их вращения невелики

Если длина подводящего трубопровода отвечает соотношению

/ ,

его стене, то турьулентнь)е за это время выведут частицы примеси из основного rsDTOK©. и сконцентрирунзт их S сравнительно тонком слое жидкости у стенок трувопровода.

Достигаемый технический результат упрощение конструкции) состоит 13 том, что в предлагаемом очистителе для создания викревого движения ие нужен узе,л за1ви ;рения ви ;рееое движение s потоке создается на микроуровне путем нагнетания жидкости под апределеннь м .влением 0 трубопровод заданной длины. Кроме того поскольку вь водная труёа установлена последовательно с подводящим трубопроводом (,, ., не коаксиально) , для очистителя с предлагамой компоновкой не требуется переходный узел с воронкой и конусом, который зыл необходим для уменьшения гидросопротивлений.

Устройство тур(аулентно-ви ;ревого очистителя поясняется чертежами, на которы;-; показань( следующие виды; фиг,1 - вид очистителя в разрезе, фиг,2 - стыковочный узел между подводящим трубопроводом и выводной труйой.

Турйулентно-вихревой очиститель состоит из нагнетатели 1, соединенного с источникам жидкости при помощи магистрали 2. К напорному узлу нагнетатели присоединен подводящий трубопровод 3, конец, 4 которого консольно закреплен внутри разделительной камеры 5.

Выводная тру«эа 6 установлена соосно-последовательно с подводящим трубопроводом 3. Е- конкретном примере трубопровод и труйа расположены так, что их концы 4 и 7 находятся в плоскости а. При необходимости., Б зависимости от состава примесей и режима очистки, труйу 6 можно сдвигать вправо так, чтойы между ее кромками и плоскостью а йыл &ы зазор нужной ширины.

На кромках 7 выполненёх фаска При этом между кромками 7 и 4 в плоскости а образуется кольцевой зазор для вывода частиц примеси в камеру 5. Угол снятия фаски зависит от параметров режима очистки и определяется опытным путем. Разделительная камера 5 имеет накопитель S для частиц примеси.

Турбулентно-вихревой очиститель работает следующим ойразом. Нагнетатель 1 обеспечивает на входе подводящего трубопровода 3 гидродинамическое давление, которое обеспечивает потоку жидкости скорость , неойходимунг для выполнения условия СА) „ При этом в потоке жидкости возникают турбулентные вихри которые вращаются в различных направлениях. Центробежная сила, действующая внутри вихря на частицу примеси, выносит ее на поверхность вихря и отбрасывает в ойщий поток, где вращение жидкости в данный момент незначительно Поскольку турбулентные вихри развиваются очень быстро, частица вскоре оказывается внутри нового аих-ря, который отбрасывает ее еще дальше от оси трубопровода. Перемещаясь от вихря к вихрнз, частица за время t оказывается у стенки трубопровода.

Ввиду того, что у стенки трубопровода скорости вращения вихрей меньше., частицы примеси остэ. здесь и концентрируются в сравнительно тонком слое жидкости, прилегающем непосредственно к стенкам трубопровода /1з соотношения (Б) следует, что этот слой формируете в сечении подводящего трубопровода 3 у его конца 4, которыр1 установлен непс-средстве.ннс- в разделительной камере 5.

казанном стре-1ка 1 1И v3, и стекает по наружной повермнасти труйы & Б разделительную камеру 5 Прм этом основной айъем асветленнсй жидкости, двигаясь по инерции, леретекгает цельным потокам в труйу 6 и дальше вытекает в направлении стрелки в. Обогащенная частицами примеси суспензия стека&т е накопитель S. Здесь частицы осаждают в отстойнике и удаляют известным способом. Остатки жидкости сливают через штуцер Б направлении стрелки г.

Предлагаемый турйулентно-вихревой очиститель имеет в сравнении с прототипом ёолее простое устройство, поскольку в его конструкции не нужен встроенный заеииритель, а ви ревое движение частиц примеси обеспечивается турбулентными потокамиj возникающими-за счет гидродинамического эффекта при создании для неге необходимых условий. При зтом предлагаемое устройство позволяет производить тонкуго очистку жидкости от взвешенных частр-щ и сепарировать им по градациям плотностиг Указанные сайенности очистителя позволяют применять его в тонких технологических процессах, например, для извле-чения ценных материалов из отходов происгводства, когда другие методы переработки вторичного сырья недостаточно эффективны или не- рента«3ельны,

Предлагаемое устройство отвечает критериям новизны и промышленной применимости, в связи с чем представляется к защите свидетельством на полезную модель.

Заявитель . В.И.Городнов

/O.OJ,

/J

Claims (2)

1. Турбулентно-вихревой очиститель преимущественно для очистки жидкости от механических примесей, содержащий нагнетатель жидкости, подводящий трубопровод, разделительную камеру, соосную с подводящим трубопроводом выводную трубу, причем концы трубопровода и выводной трубы установлены в разделительной камере, отличающийся тем, что выводная труба, выполненная на конце с внутренним диаметром, меньшим внутреннего диаметра подводящего трубопровода, установлена последовательно с подводящим трубопроводом, причем между кромками трубопровода и выводной трубы в плоскости, перпендикулярной их оси, имеется кольцевой зазор, при этом геометрические размеры подводящего трубопровода выбирают из следующих соотношений:
L≥v•t;

где L - длина подводящего трубопровода;
V - скорость турбулентного потока в трубопроводе;
t - среднее время перемещения частицы примеси от оси трубопровода до его внутренней поверхности;
Re - число Рейнольдса для данной жидкости;
μ - динамический коэффициент вязкости для жидкости;
ρ - плотность жидкости;
D_m - внутренний диаметр подводящего трубопровода.

2. Очиститель по п.1, отличающийся тем, что кромки подводящего трубопровода и выводной трубы установлены в одной плоскости, при этом на кромках выводной трубы выполнена фаска.