SU1058581A1 - Способ разделени суспензий - Google Patents

Abstract

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ , заключающийс  в том, -что суспензию пропускают через фильтровальный элемент, около которого создают переменный перепад давлений, о тлишающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности регенерации фильтровального элемента из магнитострикционного, пьезокерамического или металлокерамического материала при одновременном снижении энергетических затрат на процесс регенерации, переменный перепад давлений около фильтрованного, элемента создают путем подачи на него переменного электрического напр жени  с частотой, равной резонансной частоте колебаний фильтро (П вального элемента.

Description

,сС±1

фа/1ыпра п

:л эо

СП

эо

Изобретение относитс  к процессам обогащени  и может быть исп9льэовано дл  разделени  суспензий и очистки их от механических примесей при проведении классификации, обезвоживани  и фильтровани .

Известен способ классификации суспензий, заключающийс  в том, что суспензию пропускают через фильтровальный элемент, который по периферии установлен на гибком элементе и приводитс  в колебательное движение волноводом, соединенным с магнитострикционным излучателем fl) ,

Однако данный способ не позвол ет использовать большие просеивающие поверхности, обеспечивающие высокую производительность процесса. Это св зано с тем, что волновод, соединенный с центральной частью фильтра не обеспечивает синфазного колебани  по всей поверхности фильтра.

Известен способ фильтровани , заключающийс  ё том, что суспензию пропускают через фильтровальный элемент , который очищаетс  от образующегос  осадка yльтpaзвyкoвы o колебани ми , излучаемыми навстречу потоку фильтрата 2.

Этот способ характеризуетс  не достаточной регенерацией фильтровального элемента из-за быстрого затухани  ультразвуковых колебаний в фильтрате.

Наиболее близким к изобретению .по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ фильтровани , заключающийс  в создании на фильтровальном, элементе посто нного перепада давлени  и периодического движени  суспензии Щ .

Однако при известном способе фильтровани  осуществл ют непрерывное колебание всей жидкос-ти в корпусе аппарата. Это требует больших энергетических затрат, особенно при больших перепадах давлени  на плотных фильтровальных элементах, имеющих низкий коэффициент живого сечени .

Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности регенерации фильтровального элементаиз магнитострикционного , пьезокерамического или металлокерамического материала при одновременном снижении энергетических затрат на процесс регенерации

, . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу разделени  суспензии, заключающемус  в том, что суспензию пропускают через фильтровальный элемент, около которого создают переменный перепад давлений, последний создают путем подачи на фильтровальный элемент переменного электрического.напр жени  с частотой , равной резонансной частоте колебаний фильтровального элемента.

На фиг. 1 изображена схема устройства дл  реализации предлах аемого способа разделени  суспензий на фиг. 2 - схема фильтровального элемента в момент фазы расширени  его (регенераци ); на фиг. 3 то же, в момен фазы сжати  (разделение суспензии).

Устройство содержит корпус 1, фильтровальный элемент 2, представл ющий собой, например, кольцевой пакетный излучатель, изготовленный из магнитострикционного материала, и обмотку 3. в корпус 1 вмонтирован путрубок 4 дл  подачи исходной суспензии и патрубок 5 дл  сброса осадка . Торцы кольцевого фильтровального элемента 2, закрытые крышками 6, которые ст нуты т гами 7,, образуют камеру 8. Верхн   крышка б снабжена патрубком 9 дл  отвода фильтрата.

Способ осуществл етс  следующим образом.

Обрабатываемую суспензию подают по патрубку 4 в корпус 1 устройства и, соответственно, на фильтровальный элемент 2. За счет посто нного перепада давлени  на фильтровальном элементе 2 происходит разделение суспензии на фазы. Фильтрат поступает в камеру 8, образованную фильтровальным элемент 2 и крышками б, и затем отводитс  через патрубок 9. На обмотку 3 фильтровального элемента Я подают переменное электрическо напр жение от ультразвукового генератора (не показан). В фильтровальном элементе 2 на его резонансной частоте за счет магнитострикционног эффекта возникают упругие колебани  При этих колебани х фильтровального элемента 2 происходит движение суспензии в непосредственной близости от его поверхностиi За счет этих пограничных гидродинамических потоков происходит разрушение сло  из взвешенных частиц на поверхности фильтровального элемента и отвод их из этой области. Это приводит к повышению производительнос.ти процесса разделени . Кроме того, вторичные эффекты ультразвукового пол , возникающие в пограничной области, а именно акустический ветер и радиационное давление, будут преп тствоват попаданию частиц на поверхность фильтроэлемента. Сгущенный продукт отводитс  из корпуса 1 через патрубок 5.

В лабораторных услови х проводилось .опробование данного способа разделени  суспензий. В качестве фильтровального элемента использован цилиндр из металлокерамики ГОСТ 12456-72 ( на основе никел ) с резонансной частотой 18 кГц (радиус фильтра равен 5 см ). Подобные фильтровальные элементы наход т широкое применение в практике очистки жидкостей. Процесс осуществл лс . при посто нном перепаде давлени  0,7 кг/см. В цилиндре возбуждались радисшьные колебани  при подаче на него переменного напр жени  с амплитудой 600 в от генератора УЗМ-1,5, В качестве суспензии использовалась вода с угольными частицами Дисперсностью от 5 мкм до 100 мкм и концентрацией 200 мг/л. При этом удельна  производительность фильтровани  составл ла 50 м/ч, а тонкость фильтровани  3-5 мкм. Известный способ фильтровани  обеспечивал удельную производительность 32 м/ч.

Возбуждение фильтровальных элементов осуществл ют на резонансной частоте величина которой зависит от его геометрических размеров и дл  каждого конкретного случа  .рассчитьшаетс  по известным формулам. Обычно эта частота находитс  в диапазоне 15 - 40 кГц. Магнитострикторы составлены из отдельных пластин, которые ст нуты между собой и могут пропускать жидкость при посто нном перепаде давлени , А степенью нат жени  .можно регулировать зазоры между пластинами и, соответственно, площадь живого сечени . Фильтровальные элементы, изготовленные по ГОСТу 12455-72 из пьезокерамикй, обладают пьезосвойствами, а некоторые изготовленные из металлокерамики, например, на основе никел , обладают магнитострикционными свойствами. Поэтому при подаете электрического напр жени  в них возбуждаютс  мощные упругие колебани . Причем в. фильтровальных элементах в зависимости от технологического процесса можно возбуждать различные виды упругих колебаний: радиальные (направленные вдоль радиуса), осевые и изгибные . При радиальных колебани х возникают потоки жидкости, перпендикул рные поверхности фильтровального элемента. Эти потоки разрушают слой частиц и преп тствуют попаданию твердой фазы на поверхность фильтровального элемента. В случае осевых колебаний в пограничном гидродинамическом слое происходит движение жидкости , параллельное поверхности фильтровального элемента. Кроме того , при этом происходит периодическое изменение размеров  чеек фильтра , что также способствует повыщению производительности процессов разделени  и повышени  их эффективности . Возможно совместное возбуждение отдельных видов колебаний. Возбуждение определенного вида колебаний осуществл етс  за счет соответствующей схемы намотки проводника на фильтровальный элемент. Возбуждение всех видов колебаний в фильтровальном элементе проводилс  на резонансной частоте. Фильтровальные элементы в предлагаемом способе могут быть использованы разной формы;

0 цилиндрические, плоские, кольцевые, стержневые.

В даннок способе около фильтровального элемента создаетс  мощное ультразвуковое поле, в котором возс никает кавитаци , в зонах разр жени  ультразвукового пол  происходит образование газовьгх пузырьк.ов, а в зонах давлени  они захлопываютс  с образованием больших местное давлений , достигающих нескольких сот ат-.

0 мосфер. Под действием кавитации возникает дополнительный эффект происходит обеззараживание суспензии , т.е. отмирание.различных патогенных микроорганизмов . Вактерицид5 ный эффект позвол ет устранить в схеме очистки операцию обеззараживани .

Эксперименты показали, что производительность фильтровани  предла-.

0 гаемого способа разделени  суспензий на 50-80 % выше производительности известных способов. Кроме того, при осуществлении предлагаемого способа в несколько раз сокращаютс  энерге5 тические затраты. Это св зано с тем, что переменное движение сообщаетс  не всей жидкости, котора  находитс  в аппарате, а только части ее, расположенной около фильтровального элемента. Вторичные эффекты, возни0 кающие в yльтpaзвy oвoм поле в пограничной зоне, повышают эффективность фильтровани , поскольку преп тствуют прохождению к фильтровальному элементу взвесей (в том числе взвесей,

5 размеры которых меньше размеров отверстий фильтровального элемента). При осуществлении данного способа не нужен дополнительный звуковой преобразователь дл  создани  пере0 менного перепада давлени . Кроме того, при таком виде колебани  повышаетс  эффективность очистки из-за изменени  размеров отверсти  фильтровального элемента. При удлинении

5 фильтровального элемента отверсти  увеличиваютс  и происходит вынос частиц из его отверстий. При другой фазе уменьшаетс  размер отверстий фильтровального элемента.

Claims (1)

1. СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ, заключающийся в том, что суспензию' пропускают через фильтровальный элемент, около которого создают переменный перепад давлений, о тл и v а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности регенерации фильтровального элемента из магнитострикционного, пьезокерамического или металлокерамического материала при одновременном снижении энергетических затрат на процесс регенерации, переменный перепад давлений около фильтрованного, элемента создают путем подачи на него переменного электрического напряжения с частотой, равной реэо- <g нансной частоте колебаний фильтро- вального элемента. г