UA74981C2 - Device for purification of liquid - Google Patents

Description

Опис винаходу

Винахід належить до техніки розподілення твердих і рідинних компонентів суспензій, зокрема до пристроїв 2 для очищення рідини у полі відцентрових сил і методом фільтрування, і може бути застосований у різних галузях промисловості.

Відомий гідроциклон, який утримує циліндроконічний корпус з тангенціальним вхідним патрубком, зливним та пісковим патрубками, розташовану у циліндричній частині корпусу зливну трубу, розділялючу корпус на дві камери і відокремлюючу вхідний і зливний патрубки УДК 622.7, П42, А.М. Поваров "Гидроциклоньі на 70 обогатительнньйх фабриках", М., "Недра", стр.186, рис.6.1.6, 19781.

У відомому гідроциклоні, як і у всіх стандартних гідроциклонах, не можливе видалення плаваюучих речовин із рідини, що не забезпечує достатньої якості очищеної рідини. Це обумовлено наявністю при роботі гідроциклона зовнішнього та внутрішнього гвинтових потоків рідини, останній з яких рухається у бік зливного патрубка і у якому концентруються плаваюучі речовини, котрі попадають в зливний патрубок, що також стримує 72 застосування гідроциклона.

Відомий також циклонний сепаратор, який утримує циліндроконічний корпус з тангенціальне розташованим вхідним патрубком, зливний та пісковий патрубки, зливну трубу, з'єднану з зливним патрубком, пристрій для стабілізації вихору рідини, розміщений на виході із конуса корпусу (Патент США з. Мо 3802570, В04С 3/00, ВО1О 21/26, "Изобретения за рубежом" Мо 7, стр. 74, 1974).

Наявність пристрою стабілізації вихору рідини у сепараторі тільки покращує видалення плаваючих речовин із рідини, але повного їх видалення із рідини не забезпечує. Особливо це помітно у ході налагодження роботи сепаратора, яке триває декілька днів, або і тижнів. Це погіршує якість очищеної рідини і стримує застосування циклонного сепаратора.

Відомий комбінірований гідроциклон, який включає циліндроконічний корпус з тангенціальним вхідним с 22 патрубком, зливним та пісковим патрубками, центральний фільтрувальний патрон, з'єднаний з зливним Го) патрубком корпусу, та сміттєзмивний пристрій, розташований у фільтрувальному патроні (Авт. свид. СССР

Мо1567284, МПК ВО4С 9/00, Бюл. Мо 20, опубл. 30.05.90).

За рахунок наявності фільтрувального патрона досягнуто підвищення якості очищеної рідини, тобто забезпечене повне видалення плаваючих речовин із рідини, але не із корпусу гідроциклона. При цьому з'явилась (87 необхідність очищення від сміття та інших забруднень поверхні фільтрувального патрона та видалення їх з с гідроциклона. Для очищення поверхні фільтрувального патрона передбачений пристрій зворотної промивки, якому присущі такі недоліки, як необхідність витрат часу та праці на обслуговування і додаткових видів о енергії, таких як вода або повітря високого тиску, електрична енергія. Крім того, розміщення хоча б частки «І фільтрувального патрона у конічній частині корпусу погіршує умови розподілення твердої та рідинної фаз за 3о рахунок відцентрових сил, що збільшує можливість наявності кількості забруднень на поверхні фільтрувального в патрона, погіршує умови фільтрації рідини, сприяє накопиченню сміття у корпусі і необхідності відключення гідроциклона для повного очищення фільтрувального патрона та корпусу від сміття. Це в свою чергу знижує продуктивність гідроциклона. Да і у випадку вдалої регенерації фільтрувального патрона за допомогою водяного « струму, потрібна додаткова кількість рідини, що також знижує продуктивність гідроциклона по фільтрату. З 70 Найбільш близьким за технічною сутністю до запропонованого є пристрій для очищення рідини , що утримує с циліндроконічний корпус з тангенціальним вхідним патрубком, зливним та пісковим патрубками, розташовану з» горизонтально у циліндричній частині корпусу проникливу перегородку, відокремлюючу вхідний і зливний патрубки і розділяючу простір корпусу на нижню камеру очищуваної рідини та верхню камеру фільтрату, і циліндричну ємність, з'єднану трубопроводом з камерою фільтрату |Патент ФРГ з. Мо 2831607, МКИ ВО1О0 29/38, "Изобретения в СССР и за рубежом" Мо 11, стр. 18, 19801). і Розташування проникливої перегородки тільки в циліндричній частині корпусу у зрівнянні з попереднім «» гідроциклоном покращує умови розділення твердої і рідинної фаз у полі відцентрових сил, але виконання проникливої перегородки з найменшою, із можливих, поверхнею фільтрування, різко знижує фільтруючу іш здатність перегородки і потребує частого ЇЇ очищення від сміття передбаченого зворотною промивкою о 20 фільтратом, який витікає із циліндричної ємності по трубопроводу на найбільш забруднену сміттям частину перегородки. Але для цього спочатку потрібне відключення пристрою від мережі, що знижує продуктивність

З пристрою та можливість його використання, так як ряд споживачів потребують безперервного споживання чистої рідини.

Технічним завданням винаходу є удосконалення конструкції пристрою для очищення рідини, у якому, завдяки 29 конструктивним особливостям проникливої перегородки та циліндричної ємності і наявності додаткових

ГФ) елементів, досягається безперервне видалення сміття із пристрою, зниження втрат рідини при видаленні сміття і за рахунок цього підвищення продуктивності та розширення можливостей використання пристрою. о Поставлене завдання досягається тим, що у пристрої для очищення рідини, який утримує циліндроконічний корпус з тангенціальним патрубком, зливним та пісковим патрубками, розташовану горизонтально у 60 циліндричній частині корпусу проникливу перегородку, відокремлюючу вхідний і зливний патрубки та розділяючу простір корпусу на нижню камеру очищуваної рідини і верхню камеру фільтрату, і циліндричну ємність, з'єднану трубопроводом з камерою фільтрату, згідно з винаходом, прониклива перегородка виконана у вигляді зливної труби гідроциклона та розташованого коаксіальне в ній зрізаного конуса, опертого більшою основою на вільний кінець зливної труби, а меншою основою з'єднаного коліном з трубопроводом циліндричної ємності, обладнаної бо розподільчою конусною або циліндричною перегородкою, розміщеною коаксіальне та з зазором до внутрішньої поверхні циліндра ємності і утворюючою при цьому дві порожнини, внутрішня з яких через дренажний патрубок з запірним органом сполучена з атмосферою, а зовнішня порожнина за допомогою циркуляційного трубопроводу сполучена з камерою зниженого тиску ежектора, встановленого перед вхідним патрубком корпусу, крім того Зпивна труба або конус перегородки можуть бути виконані непроникливими, конус перегородки може опиратись на вільний кінець зливної труби з можливістю вертикального переміщення, а з'єднувальне коліно частково або повністю з гнучкого рукава, також зливна труба та конус перегородки одночасно можуть бути виконані непроникливими і розташовані з кільцевим зазором, який сполучує камеру очищуваної рідини з камерою фільтрату. 70 На фіг. 1 показаний запропонований пристрій для очищення рідини, вертикальний переріз; на фіг. 2-4 - теж, вузли.

Пристрій утримує вертикальний циліндроконічний корпус 1 з тангенціальним патрубком 2, зливним патрубком

З та пісковим патрубком 4, обладнаним заслінкою 5. У корпусі 1 з кільцевим зазором і коаксіальне закріплена перфорована зливна труба 6, яка розділяє простір корпусу 1 на нижню камеру 7 очищуваної рідини та верхню /5 камеру 8 фільтрату і обладнана на вільному кінці циліндра кільцем 9, на який опирається більшою своєю основою і коаксіальне перфорований конус 10 з кільцевим зазором 11 (фіг. 2-4) до внутрішньої поверхні циліндра зливної труби 6. Конус 10 своєю меншою основою за допомогою коліна 12 та трубопроводу 13 з заслінкою 14 з'єднаний з ємністю 15. При цьому сполучуються між собою порожнина 16 конуса 10 та внутрішня порожнина 17 циліндричної ємності 15, яка утворена розподільчою перегородкою 18, розташованою коаксіальне 2о У ємності 15 Її з зазором у вигляді зовнішньої порожнини 19, сполученої за допомогою циркуляційного трубопроводу 20 з заслінкою 21 із камерою зниженого тиску 22 ежектора 23, приладнаного до вхідного патрубка 2 корпусу 1. Внутрішня порожнина 17 ємності 15 сполучена з атмосферою за допомогою дренажного патрубка 24 з заслінкою 25.

Очищувану рідину під тиском подають на вхід ежектора 23, звідкіля вона з підвищеною швидкістю поступає у сч ов Камеру 7 корпуса 1 і рухається в ній гвинтоподібне у бік начала конусної частини корпусу 1, при цьому частка рідини проникає крізь перфорації у циліндрі зливної труби 6, а інша її частка разом з забрудненням і сміттям і) продовжує рухатись гвинтоподібне у бік піскового патрубка 4. Гвинтоподібний рух рідини сприяє появі відцентрових сил, завдяки яким важкі забруднення концентруються у поверхні конусної частки корпусу 1 і, при досягненні піскового патрубка 4 і відкритій заслінці 5, залишають через них пристрій. Очищена від важких «- зо забруднень рідина та плаваючі речовини у вигляді сміття витискаються важкими забрудненнями до середини корпусу 1, де утворюють разом з повітрям і парами рідини зворотній рух від піскового патрубка 4 до більшої со основи конусу 10 перегородки, після чого попадають у його порожнину 16. Рухаючись у порожнині 16 конуса 10, Ге! значна частка рідини проникає крізь його перфорації, а друга частка рідини разом зі сміттям по коліну 12 і трубопроводу 13 та через заслінку 14 поступають у порожнину 17 ємності 15, де іще раз рідина відокремлюється « від забруднень і сміття за допомогою розподільчої перегородки 18. Та частка рідини, яка проникла через ї- перегородку 18, попадає спочатку у порожнину 19 ємності 15, а потім по трубопроводу 20 і через заслінку 21 поступає у камеру зниженого тиску 22 ежектора 23. Після цього вона всмоктується головним потоком очищуваної рідини у вхідний патрубок 2 і разом витікають у камеру 7 корпусу 1. Далі процес проходить по вище описуваній схемі, при цьому частка рідини і сміття через дренажний патрубок 24 та заслінку 25 залишають «

Ємність 15 безперервно або циклічно, залежно від концентрації сміття у рідині, а рідина, яка проникла через з с зливну трубу 6 і конус 10, у вигляду фільтрату спочатку попадає у камеру 8 фільтрату, а потім через зливний патрубок З подається споживачеві. ;» Виконання проникливої перегородки у вигляді проникливої зливної труби 6 і проникливого конуса 10, та розташування останнього коаксіальне у середині зливної труби б забезпечують при незначній вишині проникливої перегородки збільшити її фільтрувальну поверхню, тобто підвищити продуктивність пристрою. Крім -І того, це позволило розмістити перегородку з розвиненою фільтрувальною поверхнею тільки у циліндричній частці корпусу 1, що виключає її вплив на поле відцентрових сил у його конічній частці. Тобто, виконання о зливної труби 6 і конусу 10 перегородки одночасно проникливими, забезпечує застосування пристрою у тих со випадках, коли для очищення рідини обов'язкове використання як відцентрових сил, так і інших методів очищення. Останнє в свою чергу розширює можливості використання пристрою. со Наявність коліна 12, трубопроводу 13, циліндричної ємності 15 з перегородкою 18 і дренажним патрубком 24, як циркуляційного трубопроводу 20 з заслінкою 21 та ежектора 23 забезпечує безперервне видалення з пристрою сміття в каналізацію і повернення частки зливної рідини у корпус 1.

Як перші відмітні ознаки пристрою, так і другі забезпечують підвищення його продуктивності. 5Б У непередбачених випадках зміни умов очищення рідини можливе забруднення проникливої перегородки, що може призвести до необхідності негайного відключення пристрою на обслуговування. Для запобігання цього

Ф) конус 10 опирається на кільце 9 (фіг. 3), закріплене до нижнього кінця зливної труби 6, з можливістю ка вертикального переміщення уздовж як мінімум трьох напрямних 26, закріплених по периметру на внутрішній поверхні вільного кінця зливної труби 6, а коліно 12 виконано частково або повністю із гнучкого рукава . При бо цьому під тиском рідини на внутрішню поверхню забрудненого конуса 10, він припіднімається угору уздовж направляючих 26, між кільцем 9 і більшою основою конуса 10 утворюється кільцевий зазор 27, який разом з зазором 11 сполучають камери 7 і 8 корпусу 1. У результаті рідина, яка очистилась від забруднень за допомогою відцентрових сил, поступає із камери 7 через зазори 27 і 11 у камеру 8 фільтрату, потім до споживача без потреби негайної зупинки роботи пристрою. Для виключення попадання сміття у фільтрат у такому випадку 65 приймаються конструктивні міри. Відомо, що у гідроциклонах діаметр внутрішнього вихору не перевищує 0,6-0,8 розміру діаметра зливної труби, що у цьому вихору концентрується сміття у вигляді плаваючих речовин. Тому у пристрої конус 10 виконаний з більшою основою, діаметр якої більший діаметра вихору і менший діаметра внутрішньої поверхні циліндра зливної труби 6. Це забезпечує попадання внутрішнього вихору у середину порожнини 16 конуса 1, а потім через рукав 12 і трубопровід 13 у ємність 15 для видалення сміття із рідини і повернення у корпус 1 звільненої від сміття рідини.

Виконання коліна 12 з гнучкого рукава та спирання конуса 1 на вільний кінець зливної труби 6 з можливістю вертикального переміщення розширює можливості застосування пристрою.

В залежності від концентрації забруднень у рідині та її здатності до очищення тим чи іншим методом або декількома разом, вибирається потреба виконання зливної труби 6 і конуса 10 проникливими , при цьому вони 7/0 можуть бути проникливими одночасно, зливна труба 6 проникливою, а конус 10 непроникливим або навпаки.

У випадках, коли очищення рідини можливе виключно віддентровими силами, а проблема видалення сміття залишається, то зливна труба 6 і конус 10 можуть бути виконані непроникливими, при цьому конус 10 більшою основою спирається на ребра 28 (фіг. 4), закріплені до внутрішньої поверхні вільного кінця зливної труби 6, і з зазором 11 до цієї поверхні, який сполучує камери 7 і 8 корпусу 1. Пристрій у цьому випадку працює як /5 Звичайний гідроциклон, але обладнаний додатково пристроєм для раціонального видалення сміття.

Виконання зливної труби 6 і конуса 10 почергово або одночасно непроникливими, забезпечує раціональне використання методів очищення у кожному конкретному випадку, розширення конструктивних можливостей пристрою та можливостей його використання.

Наявність заслінок 5, 14, 21 і 25 забезпечують можливість регулювання роботи пристрою, крім того заслінки 14, 21 ії 25 забезпечують відключення ємності 15 від системи у випадках забруднення її розподільчої перегородки 18 або очищення її від сміття без відключення від системи, при цьому робота пристрою продовжується. Спочатку відкривають повністю заслінку 25, тобто збільшують швидкість рідини уздовж стінки перегородки 18 і, при ознаках очищення Її від сміття, заслінку 25 вертають у початковий стан. Якщо таким чином не можливе очищення перегородки 18, то, після повного відкриття заслінки 25, поступово закривають сч ов заслінку 21, ще більш збільшуючи швидкість рідини у порожнині 17 ємності 15. Якщо і у цьому разі не досягається мета, то ємність 15 відключають від системи без відключення пристрою. Для цього повністю (8) закривають заслінки 14 і 21 від системи, від'єднують конусне дно ємності 15 від її циліндричного корпусу і виймають з нього перегородку 18 і очищають її любим із відомих способів або замінюють новою. Після цього очищають від сміття і бруду корпус ємності 15, коліно 12 і трубопровод 13, для чого тимчасово відкривають «- зо заслінку 14 і потім її закривають. Після закінчення очищення ємність 15 збирають у зворотному напрямку, заслінки 14, 21 і 25 повертають у початковий стан або за їх допомогою, при необхідності, виконують додаткове со регулювання роботи ємності 15. Ге!

Можливість очищення перегородки 18 ємності 15 від сміття без відключення пристрою від системи забезпечує зниження простоїв і за рахунок цього підвищення продуктивності і розширення можливостей - з5 Застосування пристрою. ча

Таким чином, запропоновані відмітні ознаки разом з відомими забезпечують розширення можливостей використання і підвищення продуктивності пристрою для очищення рідини.

Claims (5)

1. Формула винаходу ч -

   с 1. Пристрій для очищення рідини, що містить циліндроконічний корпус з тангенціальним вхідним патрубком, :з» зливним та пісковим патрубками, розташовану горизонтально у циліндричній частині корпусу проникну перегородку, відокремлюючу вхідний і зливний патрубки та розділяючу простір корпусу на нижню камеру очищуваної рідини і верхню камеру фільтрату, і циліндричну ємність, з'єднану трубопроводом з камерою -І фільтрату, який відрізняється тим, що проникна перегородка виконана у вигляді зливної труби гідроциклона та розташованого коаксіально в ній зрізаного конуса, опертого більшою основою на вільний кінець зливної труби, а ве меншою основою з'єднаного коліном з трубопроводом циліндричної ємності, обладнаної розподільною конусною со або циліндричною перегородкою, розміщеною коаксіально та з зазором до внутрішньої поверхні циліндра ємності і утворюючою при цьому дві порожнини, внутрішня з яких через дренажний патрубок з запірним органом со сполучена з атмосферою, а зовнішня порожнина за допомогою циркуляційного трубопроводу сполучена з кч камерою зниженого тиску ежектора, встановленого перед вхідним патрубком корпусу.
2. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зливна труба перегородки виконана непроникною.
3. З. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що конус перегородки виконаний непроникним.
4. 4. Пристрій за пп. 1-3, який відрізняється тим, що конус перегородки опирається на нижній кінець її зливної труби з можливістю вертикального переміщення, а з'єднувальне коліно частково або повністю виконане з (Ф) гнучкого рукава. ГІ
5. 5. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що зливна труба та конус перегородки одночасно виконані непроникними і розташовані між собою з кільцевим зазором, який сполучає камеру очищуваної рідини з камерою во фільтрату. б5