устройство для разделения жидких сред

Формула изобретения

Устройство для разделения жидких сред, содержащих взвешенные частицы, содержащее камеру, трубопроводы подачи жидкости и отвода фаз, перфорированную мембрану и импульсное расходное устройство, отличающееся тем, что оно снабжено дополнительной емкостью, в которой по оси установлены патрубок с конической насадкой, имеющей отверстия, и диафрагма, и демпфирующей емкостью, установленной между дополнительной емкостью и камерой.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких сред и может быть использовано в теплоэнергетической, химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности, а также для очистки воды.

Известна установка для флотационной очистки воды, содержащая прямоугольный корпус, разделенный на сообщающиеся камеры парными перегородками, между которыми размещены трубопроводы для подвода водовоздушной смеси, устройство для рециркуляции очищенной воды, состоящее из насоса, эжектора и напорного бака, узлы ввода и вывода воды и механизм для удаления всплывших загрязнений [1].

Однако эта установка предназначена для отделения всплывших загрязнений, т. е. отделения только легких частиц. Она имеет большие габаритные размеры, несколько камер, напорный бак и разветвленную систему трубопроводов - все это снижает производительность и эффективность разделения.

Известно устройство для извлечения взвешенных в жидкости частиц, включающее камеру, трубопроводы подачи жидкости и отвода фаз, перфорированную мембрану (прототип) [2].

Однако данное устройство, используя способ флотации, может извлечь из жидкости только легкие частицы. Наличие в жидкости тяжелых частиц приведет к засорению и снижению пропускной способности мембраны и расходного импульса устройства. Это значительно снижает качество разделения, производительность и эффективность этого процесса. Кроме того, потребуются дополнительное время и затраты для удаления тяжелых частиц, при этом нарушается непрерывность процесса.

Изобретение направлено на решение задачи повышения производительности и качества разделения жидких сред, а также повышения эффективности разделения за счет обеспечения непрерывности этого процесса и его удешевления.

Это достигается тем, что устройство снабжено дополнительной емкостью, внутри которой по оси установлены патрубок с конической насадкой, имеющей отверстия, и диафрагма, и демпфирующей емкостью, установленной между дополнительной емкостью и камерой.

На чертеже изображено предлагаемое устройство.

Устройство для разделения жидких сред состоит из двух модулей 1 и 2 и демпфирующей емкости 3. Демпфирующая емкость 3 используется по необходимости. Модуль 1 предназначен для отделения крупных взвесей или веществ, имеющих больший объемный вес по сравнению с жидкостью. В состав модуля 1 входят емкость 4, насос 5, вентиль (клапан) 6, патрубок 7, дополнительная емкость 8, диафрагма 9, трубопровод 10. Патрубок 7 имеет коническую насадку 11 с отверстиями. Диаметр отверстий конической насадки 11, их расположение и количество зависят от параметров жидкости. Причем патрубок 7 с конической насадкой 11, установленной по оси дополнительной емкости 8, может быть направлен вверх или вниз в зависимости от характера жидкости и присутствующих в ней взвесей.

Дополнительная емкость 8 выполнена в виде цилиндра 12, который в нижней части соединен с конусом 13. В нижней части конуса 13 закреплен патрубок 14 с вентилем 15, через которые отводятся из дополнительной емкости 8 тяжелые частицы. Верхняя часть дополнительной емкости 8 имеет свободное зеркало, через которое переливается освобожденная от тяжелых частиц жидкость в приемный коллектор 16. Внутри дополнительной емкости 8 установлена диафрагма 9, которая колеблется с определенной частотой. Диафрагма может быть выполнена в виде диска определенного диаметра или в виде сетчатой перегородки с заданной ячеей. Диаметр диафрагмы 9, частота и амплитуда колебаний зависят от характеристики жидкости и от напора, который создается насосом 5. Причем напор (давление) жидкости и расход регулируются насосом 5 в зависимости от параметров жидкости и производительности устройства.

Модуль 1 в зависимости от производительности может быть изготовлен в виде одного функционального блока или в виде нескольких блоков, работающих параллельно как от одного насоса, так и от нескольких, а также последовательно от последовательно расположенных насосов.

Демпфирующая емкость 3 служит для соединения модулей 1 и 2 и для создания равномерного потока жидкости.

Модуль 2 предназначен для отделения от жидкости сред меньшего объемного веса жидкости. В состав модуля 2 входят трубопровод 17, насос 18, вентиль 19, прерыватель 20 потока жидкости и камера 21. Прерыватель 20 потока жидкости служит для создания гидравлического удара. Камера 21 выполнена в виде параллелепипеда, внутри камеры установлены гибкая диафрагма 22 с отверстиями и перегородка 23. Гибкая диафрагма 22 предназначена для разделения сред, причем более легкие взвести совместно с воздухом образуют пену, которая всплывает на поверхность жидкости и удаляется, а оставшаяся жидкость проходит через перегородку 23 и отводится по трубопроводу 24, на котором установлен вентиль 25.

Модуль 2 может состоять из одного или нескольких функциональных блоков, работающих как последовательно, так и параллельно. Причем последовательная установка нескольких модулей 1 и 2 способствует значительному повышению качества разделения жидких сред.

Устройство работает следующим образом.

Жидкость, содержащая взвешенные частицы, из емкости 4 при помощи насоса 5 подается в дополнительную емкость 8. Подача жидкости в дополнительную емкость 8 происходит через патрубок 7 и коническую насадку 11. Разделение сред в дополнительной емкости 8 осуществляется за счет соударения потока жидкости с колеблющейся диафрагмой 9, при этом взвеси, имеющие больший объемный вес, чем сама жидкость, отделяются от жидкости и под действием силы тяжести опускаются в нижнюю часть дополнительной емкости, выполненной в виде конуса 13. Удаление тяжелых частиц и осадка осуществляются при открывании вентиля 15. Освобожденная от тяжелых частиц жидкость переливается в приемный коллектор 16 и поступает по трубопроводу 10 в демпфирующую емкость 3. Регулировка процесса разделения может производиться путем изменения давления и расхода подаваемой жидкости, изменения частоты и амплитуды колебаний диафрагмы 9. Регулировка процесса разделения жидких сред может осуществляться также путем установки соответствующей конической насадки 11 или изменением потока жидкости при помощи вентиля 6, открытие и закрытие которого можно производить вручную или автоматически.

Из демпфирующей емкости 3 жидкость по трубопроводу 17 при помощи насоса 18 поступает к прерывателю 20 потока жидкости. Прерыватель 20 потока жидкости создает гидравлический удар, под действием которого гибкая диафрагма 22 совершает колебательные движения. От воздействия колебательных движений легкие взвеси (частицы) отделяются от жидкости и соединяются с частицами воздуха, содержащимися в жидкости. Легкие взвеси по способу флотации совместно с воздухом поднимаются вверх в камере 21 и образуют пену. По мере накопления пены на поверхности жидкости она удаляется. Освобожденная от легких взвесей жидкость отводится из камеры 21 по трубопроводу 24. Регулирование процесса разделения осуществляется путем изменения давления или расхода с помощью вентилей 19 и 25, управление которыми может осуществляться вручную или автоматически.

Предлагаемое устройство для разделения жидких сред осуществляет этот процесс непрерывно с высокой производительностью, отсутствие в технологическом процессе фильтрующих материалов, катализаторов и других веществ значительно удешевляет его и повышает эффективность разделения.