Очистное устройство
Иллюстрации
Реферат
О П И С А Н И Е пщ 62П59
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сова Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.05.74 (21) 2021590/23-26 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) M. Кл.
В 01D 2I 00
В 03D 3/00
Государственный комитет (43) Опубликовано 30.08.78. Бюллетень № 32 (53) УДК 628.534.31 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 05.09.78 (72) Авторы изобретения
Ю. И, Афанасиков и Н. Н. Маслов (71) Заявитель (54) о1Илнок устройство
Изобретение относится к технике разделения суспснзий гравитационными способами и предназначено преимущественно для очистки моющих растворов от выпадаоощих в них при мойке загрязнений (в том 5 числе загрязнений, па поверхности которых адсорбировапы поверхностно-активные вещества (ПЛВ) и мелкие смолистые частицы), а также может быть использовано в устройствах для обогащения руд, обезвожи- 10 вапия хвостов флотаций угольных шламов и т.:п., где необходимо отделить твердую фазу суспензий от жидкой.
Переходящие в моющшi раствор с объекта мойки загрязнения необходимо в наиболее короткий срок вывести пз объема раствора, не допуская пх механического и химического дробления (пептизацин), так как с измельчеппем частиц твердой фазы растет их суммарная поверхность, па которую активно адсорбируются ПЛВ. Это ведет к резкому снижению моющей способности растворов и делает их непригодными к дальнеи;пем; использованию.
В настоящее время применительно к обо- 25 гашению руд и сгущению хвостов флотаций угольных шламов известны устройства, содержащие пакет napaллсльпых, наклонно установленных навстречу потоку плит с седементацпонными (осадительнымн) эле- 30 ментами.
Очистка суспензий и особенно моющих растворов с помощью наклонных плит с осадительными элементами более целесообразна, так как эти устройства обладают рядом достоинств, а именно имеют большую удельную производительность (в 16—
23 раза) по сравнению, например, с радиальными отстойниками при одинаковой мутности слива, не ставят ограничений в расположении устройств, обеспечивающих принудительное движение суспензий, п03тому эти устройства могут устанавливаться на линии слива очищенной жидкости, что сокращает бесполезное дробление твердой фазы суспензий и является важным условием очистки моющих растворов, содержащих ПЛВ; а также просты по устройству, несложны в изготовлении п не нуждаются в дорогих сооружениях и оборудовании при использовании.
Известно очистное устройство, которое содержит открытый резервуар с наклонно установленны vl пакетом пластин, каждая п3 которых имеет осадительньш элемент в виде узкого ромбовидного короба с открытым днищем, но закрыть|й сбоку и сверху, причем верхняя часть имест сифон (1).
Однако такое устройство имеет ряд значительных недостатков, которые заключаются в след ющем.
621359
Высокие гидравлические потери на входе в очистное устройство, значительное физико-химическое дробление твердой фазы суспензий, узкий диапазон отделения твердой фазы по весу и размерам частиц, неудовлетворительные условия выделения частиц из верхних слоев потока, движущегося между плитами, возможность засорения входа крупными частицами обуславливают недостаточную эффективность работы устройства, особенно при очистке моющих растворов, содержащих ПАВ, В известных устройствах неудовлетворительно решен также вопрос сбора и непрерывного удаления выпадающего осадка, устройства отличаются большими габаритами и недостаточной удельной производительностью, низкой надежностью из-за возможного засорения.
Г целью повышения эффективности работы устройства, состоящего из наклонных плит с осадительными элементами, путем расширения диапазона отделения твердой фазы суспензий по весу и размерам частиц, сокращения физико-химического дробления твердой фазы суспензий за счет сокращения гидравлических потерь; упрощения процесса непрерывного освобождения осадительных элементов от выпадающих в них осадков; и повышения надежности и сокращения относительных размеров устройства при расчете на одинаковую производительность, по сравнению с известными предлагается очистное устройство, в котором короткие и сквозные пластины расположены на входе в устройство в одной вертикальной плоскости, выполнены разновеликими по длине, чередующимися друг над другом, закреплены на сквозных пластинах осадительных элементов второй ступени очистки с наклоном к боковой стенки корпуса, имеют в плане форму трацеции, а осадительные элементы имеют форму диффузоров, установленных друг над другом в два ряда по ходу потока. Кроме того, в боковой стенке, в сторону которой обращен наклон пластин, против осадительных элементов выполнены окна для осадки.
Такое выполнение очистных устройств, при котором осадок из осадительных элементов отводится не вниз, как это имеет место в известных устройствах, а в бок, за счет дополнительного поперечного к направлению потока жидкости наклона плит в сторону одной из вертикальных стенок короба, позволяет получить прямоточное движение жидкости через устройство без изменения направления за входным сечением, использовать большую часть поперечного сечения для прохода жидкости через устройство, тем самым сократить гидравлические потери и упорядочить отбор осадка из полостей осадительных элементов.
Наличие в устройстве первой и второй ступеней очистки обеспечивает последова5
Зо
40 тельное освобож тение суспензий от круп ных и мелких частиц твердой фазы на коротком отрезке пути потока, позволяет сократить время контакта твердой фазы с жидкой, уменьшить бесполезное механическое и химическое (пептизацию) дробление, что особенно важно при очистке моющих растворов, содержащих ПАВ моющеl.(i действия.
На фиг. 1 изображен общий вид очистного устройства — осадительной части; на фиг. 2 — то ?ке, вид сверху.
Очистное устройство состоит из последовательно установленных друг за другом пакета пластин 1 и устройства 2 для обеспечения принудительного движения очищенной суспензии с заданной скоростью, которое примыкает к выходному сечению 3 пакета пластин 1. Пакет пластин 1 установлен наклонно, навстречу движения жидкости через него, под углом. Пакет пластин 1 выполнен в плане по форме трапеции и его наружная часть представляет четырехгранный трапециедальный короб 4, внутри которого вмонтированы короткие 5 пластины и сквозные б пластины. При этом верхнюю и нижнюю грань короба 4 образуют соответственно верхняя и нижняя сквозные 6 пластины пакета, а боковые грани короба образованы расходящимися в плане от входного сечения 7 к выходному сечению 3 вертикальными стенками 8 и 9. Короткие
5 и сквозные 6 пластины в плане выполнены по форме трапеции, малое основание которой обращено к выходному сечению 3 пакета пластин и кажда я пластина соединена только с вертикальными стенками 8 и 9 по линиям боковых сторон их образующей трапеции.
На коротких 5 и сквозных 6 пластинах сверху и снизу, сразу же за входным сечением 7, закреплены профилированные пластины 10, ограничивающие пространство верхних 11 и нижних 12 осадительных элементов первой ступени очистки. Пластины
10 имеют также форму трапеции, малое основание которой обращено к входному сечению 7 и по линии малого основания, образующей их трапеции пластины 10, скреплены с пластинами 5 и 6, а по линиям боковых сторон — с вертикальными стенками
8 и 9.
Пластинам 10 придана форма, при которой они совместно с вертикальными стенками 8 и 9 образуют щелевидные, расходящиеся в плане и коноидальные в профиле, насадки 13 — диффузоры.
Короткие 5 пластины оканчиваются в зоне крепления диффузорных 14 пластин, установленных по обеим сторонам сквозных 6 пластин на расстоянии, обеспечивающим максимальное использование первой ступени для выделения твердой фазы суспензии.
Диффузорные 14 пластины выполнены по форме, при которой совместно с вертикальными стенками 8 и 9 также образуют между двумя расположенными друг над другом сквозными 6 пластинами щелевидный, расходящийся в плане и сходящийся в грофиле, насадок 15 второй ступени очистки, а так же верхний 16 и нижний 17 осадительные элементы второй ступени очистки.
Короткие 5 и сквозные 6 пластины вместе с закрепленными на них пластинами 10 и 14 имеют поперечный наклон под углом к направлению потока жидкости в сторону одной из вертикальных стенок, например правой 9. Этот наклон является дополнительным по отношению к общему наклону плит навстречу направлению потока жидкости через пакет пластин 1.
Как и угол наклона пакета пластин навстречу направлению потока жидкости, угол дополнительного поперечного наклона пластин 5 и 6 определяется расчетом, исходя из обеспечения самопроизвольного сдвига выпадающего осадка из полостей осадительных элементов (см. позиции 10, 12, 16 и 17), как первой, так и второй ступеней очистки в сторону вертикальной стенки 9.
Против внутренних полостей осадительных элементов 11, 12, 16 и 17 в вертикальной стенке 9, в сторону которой обращен поперечный наклон пластин, выполнены окна
18 для отвода выпадающего осадка в отсек
19. Отсек 19 примыкает к коробу 4 со стороны вертикальной стенки 9 и служит для сбора сгущенного осадка.
Устройство 2 содержит, например, осевой насос 20.
Очистное устройство работает следующим образом.
Суспензия под действием устройства 2 обеспечения принудительного движения жидкости, например, за счет работы осевого насоса «просасывается» через пакет пластин 1 с расчетом обеспечения во входном сечении 7 критической скорости, равной 0,6 — 0,8 м/с, при которой поток транспортирует частицы от 0,005 до 2,5 — 10 мм.
Поток суспензии, пройдя насадки 13 первой ступени очистки, получает внезапное расширение из-за того, что короб 4 выполнен трапециедальным, расширяющимся от входного сечения 7 в сторону выходного сечения 3, при этом падение величины скорости происходит, по сравнению с известным устройством, интенсивнее, а осадок выпадает не только в нижние 12 осадительные элементы первой ступени очистки, но и в верхние 11, в которых образуется застойная зона. Поэтому процесс выпадения осадка идет интенсивнее. Скапливающийся в осадительных элементах 11 и 12 осадок через окна 18 самопроизвольно, благодаря поперечному наклону пластин 5 и 6, сдвигается в отсек 19. Из отсека 19 сгущенный
65 осадок может удаляться с помощью различных устройств, например многоковшового замкнутого подъемника непрерывного действия
Перед насадками 15 второй ступени очистки поток жидкости затормаживаются, так как эти щелевидные, расходящиеся в плане и сходящиеся в профиле, насадки обладают значительными сопротивлениями на входе. Поэтому перед входом в насадки происходит как бы поджатие жидкости, в насадки входят более свободно средние слои жидкости, сходящие с конца коротких пластин 5. Тем самым слои жидкости, примыкающие к сквозным 6 пластинам, оказываются вне активного воздействия скоростного напора, чем создаются благоприятные условия для освобождения суспензии от твердых частиц.
В насадки 15 второй ступени очистки поток входит со скоростью 0,25 — 0,35 м/с и, пройдя их, резко теряет скорость до 0,10—
0,15 м/с. Падение скорости происходит не только за счет того, что за насадками 15 образуется диффузор внезапного расширения, но и за счет того, что короб 4 имеет расширение от входного сечения 7 к выходному сечению 3, Выпадение осадка происходит как в нижние 17, так и в верхние
16 осадительные элементы второй ступени очистки. Выпавший осадок через окна 18 в вертикальной стенке 9 самопроизвольно сдвигается в отсек 19 и поднимается из него подъемником, например многоковшовым.
Так как скорость потока за насадками 15 составляет 0,10 — 0,15 м/с, что значительно ниже скорости заиления, то из суспензии выпадают частицы менее 0,005 мм. Следовательно, предлагаемое очистное устройство способно выделять из суспензни частицы твердой фазы диаметром от 10 до 0,005 мм на коротком участке движения потока.
Все вместе взятое позволяет повысить эффективность работы устройства и увеличить срок службы растворов, содержащих ПАВ, в 2 — 2,5 раза и получить значительный экономический эффект в народном хозяйстве.
Формула изобретения
1. Очистное устройство, включающее корпус с боковыми стенками и с расположенным в нем пакетом наклонных пластин с осадительными элементами, и устройство для обеспечения принудительного движения очищаемой жидкости с заданной скоростью, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности работы устройства путем расширения диапазона выделения осаждаемых частиц по их весу и размерам, пластины пакета выполнены разновеликими по длине. чередующимися между собой, установлены с наклоном к боковой стенке корпуса, имеют в плане форму
621359
Pue j
Рог 2
Изд. № 592
Тираж 950
Подписное
Заказ 2075/1
Типография, пр. Сапунова, 2 трапеции, à ocaäèòåë ные элементы имсгот форму диффузоров, устаиовлс:Ill a друг над другом в два ряда II() хо.-:у потока.
2. Устройство ио il. 1, отличàloщесся тем, что в боковой стенке, в сторону которой обращен наклон пластин, против псадительиви элементов выполнены окна для отвода осадка.
Источники информации, lipI;IIBTIIc во внимание при экспертизе
5 1, Патент ФРГ ¹ 1246676, кл. 12d 1/01, ! 0.08.67.