УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ФИЛЬТР Российский патент 1995 года по МПК B01D51/08 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а именно, к аппаратам для сгущения тонкодисперсных частиц твердой фазы, и может быть использовано для осветления оборотных вод.

Известен сгуститель, включающий корпус с коническим днищем, патрубки подвода суспензий, вывода сгущенного продукта и осветленного раствора, пакет вибропередающих осадительных элементов (пластин), соединенных с источником колебаний, причем верхняя часть пластин выполнена из материала, не передающего вибрации (из резины).

Известное устройство, что характерно для пластинчатых сгустителей, не эффективно для выделения мелкодисперной илисто-глинистой части суспензии, кроме того, смешивание сфлокулировавших частиц, выпадающих в осадок, с восходящим потоком исходной пульпы, приводящее к разрушению флокул и выносу частиц, снижает эффективность выделения твердой части из суспензии.

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату является аппарат для осветления суспензий, включающий прямоугольный корпус, элемент для подвода суспензии, источник ультразвука, приемники осветленной жидкости фазы и сгущенных продуктов.

Недостатком данного устройства является низкая эффективность осветления воды из-за отсутствия возможности точной установки и регулирования в процессе эксплуатации требуемого расстояния между излучателем и экраном. Кроме того, он обладает низкой производительностью ввиду отсутствия возможности регулировки ширины щелей отсекателей при изменении качества воды, поступающей на очистку.

Целью изобретения является повышение эффективности очистки воды.

Указанная цель достигается тем, что ультразвуковой фильтр снабжен регулируемым металлическим экраном, расположенным на противоположной стенке от источника ультразвука с возможностью установления между плоскостями излучателя и экрана расстояния, кратного половине длины волны ультразвука, а приемники сгущенных продуктов выполнены в виде щелевых отсекателей в нижней части корпуса под зонами пучности давлений ультразвуковой стоячей воды, причем пластины отсекателей снабжены регуляторами ширины щелей отсекателей.

С целью повышения производительности фильтра к противоположным торцевым поверхностям излучателя могут быть присоединены два корпуса фильтра для очистки воды.

Для повышения качества очистки воды устройство подвода суспензии снабжено дозатором для подачи раствора флокулянта.

С целью упрощения конструкции приемников твердой и жидкой фаз они выполнены в виде щелей с поочередным наклоном днища в противоположные стороны.

Выполнение металлического экрана регулируемым позволяет с высокой точностью установить расстояние между плоскостями излучателя и экрана, кратное половине длины волны ультразвука, и выдерживать его в процессе эксплуатации фильтра. Щелевые отсекатели, выполненные с возможностью изменения ширины щелей, позволяют при необходимости увеличить и уменьшить расход очищенной воды в зависимости от качества воды, поступающей на очистку, что существенно повышает эффективность очистки и производительность фильтра. Использование одного ультразвукового излучателя, совмещенного с двумя корпусами фильтра, также позволяет повысить производительность фильтра при одновременном снижении удельных энергозатрат на очистку воды. Использование дозатора позволяет в зонах сгущения сформировать прочные флокулы, которые в дальнейшем удобны при транспортировке, кроме того, при добавке флокулянта существенно улучшается качество осветленной воды. Выполнение твердой и жидкой фаз в виде щелей с поочередным наклоном днища в противоположные стороны существенно упрощает конструкцию ультразвукового фильтра.

На фиг. 1 изображен предлагаемый фильтр; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 общий вид аппарата с приемниками жидкой и твердой фаз, выполненными в виде щелей с поочередным наклоном днища в противоположные стороны; на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 общий вид фильтра с двусторонней излучающей поверхностью источника ультразвука; на фиг. 6 разрез В-В на фиг. 5.

Ультразвуковой фильтр содержит прямоугольный корпус 1, устройство 2 для подвода суспензии, приемник осветленной жидкости фазы в виде патрубка 3, приемник сгущенных продуктов в виде щелевых отсекателей 4 с регуляторами 5 ширины щелей.

На одной из боковых стенок корпуса фильтра установлен излучатель 6 ультразвука, а параллельно плоскости излучения на противоположной стенке корпуса установлен металлический экран 7 с регуляторами 8. Устройство 2 для подвода суспензии снабжено дозатором 9 для подачи флокулянта.

Фильтр работает следующим образом.

Вода поступает через устройство 2 для подвода суспензии в прямоугольный корпус 1, где проходит обработку ультразвуком в виде ультразвуковой стоячей волны, сформированной излучателем 6 и экраном 7. Под действием ультразвука вода расслаивается на осветленную и сгущенную части, которые вводятся через патрубок 3 и отсекатели 4.

Во втором варианте сгущенная и осветленная фазы выводятся приемниками, выполненными в виде щелей с поочередным наклоном днища в противоположные стороны.

В третьем варианте к двум противоположным поверхностям излучателя 6 присоединены два корпуса фильтра.

Дополнительная добавка флокулянта из дозатора 9 позволяет посредством макромолекул флокулянта сорбировать тонкодисперсные и коллоидные частицы во флокулы, что существенно повышает качество осветленной воды.

Данное техническое решение позволяет существенно повысить эффективность очистки воды от загрязняющих веществ, производительность фильтра и качество осветленной воды. К достоинствам этого ультразвукового фильтра следует отнести также низкие энергозатраты, простоту конструкции и надежность в эксплуатации.

Использование: для очистки воды. Сущность: фильтр содержит источник ультразвука с расположенным на торце прямоугольным корпусом фильтра, приемники сгущенных продуктов и жидкой фазы, выполненные в виде щелевых отсекателей в нижней части корпуса под зонами пучности давлений и скоростей ультразвуковой стоячей волны. Фильтр снабжен регулируемым металлическим экраном, расположенным на противоположной стенке корпуса от источника ультразвука с возможностью установления между плоскостями излучателя и экрана расстояния, кратного половине длины волны ультразвука, а пластины отсекателей снабжены регуляторами изменения ширины щелей отсекателей. Аппарат снабжен дополнительным корпусом фильтра, установленным на противоположном торце источника ультразвука. Элемент для подвода суспензии снабжен дозатором для подачи раствора флокулянта. Приемники сгущенных продуктов и жидкой фазы выполнены в виде щелей с поперечным наклоном днища в противоположные стороны. 3 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ФИЛЬТР, для очистки воды, содержащий источник ультразвука с расположенным на торце прямоугольным корпусом фильтра, приемники сгущенных продуктов и жидкой фазы, выполненные в виде щелевых отсекателей в нижней части корпуса под зонами пучности давлений и скоростей ультразвуковой стоячей волны, отличающийся тем, что он снабжен регулируемым металлическим экраном, расположенным на противоположной стенке корпуса от источника ультразвука с возможностью установления между плоскостями излучателя и экрана расстояния, кратного половине длины волны ультразвука, а пластины отсекателей дополнительно снабжены регуляторами изменения ширины щелей отсекателей. 2. Фильтр по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительным корпусом фильтра, установленным на противоположном торце источника ультразвука. 3. Фильтр по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что элемент для подвода суспензии снабжен дозатором для подачи раствора флокулянта. 4. Фильтр по пп. 1 3, отличающийся тем, что приемники сгущенных продуктов и жидкой фазы выполнены в виде щелей с поперечным наклоном днища в противоположные стороны.