УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ПРОМЫВНОЙ ВОДЫ ИЗ СЛИВНОГО СОСУДА ПОСТОЯННОГО НАПОРА В РАЗГРУЗОЧНЫЙ КОНУС СГУСТИТЕЛЯ Российский патент 1996 года по МПК B01D21/00 

Изобретение относится к переработке щелочных алюмосиликатов, в частности для управления подачей промывной воды в разгрузочный конус сгустителя.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство для двухступенчатой очистки воды в слое взвешенного осадка, которое содержит вертикально установленный цилиндрический корпус, разделенный на две части поперечной перегородкой, распределительную камеру с трубопроводом подвода очищаемой воды, устройство для перелива взвешенного осадка из верхней камеры цилиндра в нижнюю, трубок выпуска осветленной воды из верхней камеры и удаления сгущенного продукта из нижней камеры. Недостатком устройства является то что в жидкой фазе сгущенного продукта, выпускаемого из нижней камеры содержится большое количество растворенных солей.

Техническая задача устройства уменьшение потерь растворенных солей с выгружаемым из нижней камеры продуктом.

Это достигается тем, что в устройстве для управления подачей промывной воды (ПВ) из сливного сосуда постоянного напора в разгрузочный конус сгустителя, содержащем трубопровод подачи промывной воды, соединенный с первым входом сосуда постоянного напора, первый выход которого соединен с трубопроводом подачи промывной воды в конус сгустителя, дополнительно содержится трубопровод слива излишков промывной воды, соединенный с вторым выходом сосуда постоянного напора, дифманометр, первый вход которого соединен с первой импульсной трубкой с сгустителем, второй вход дифманометра соединен второй импульсной трубкой с трубопроводом подачи промывной воды в конус сгустителя, выход дифманометра соединен со входом регулятора, сливной сосуд выполнен в виде гофрированной трубки, нижний конец которой жестко соединен с трубопроводом подачи промывной воды в конус сгустителя, а верхний конец снабжен приводом, вход которого через исполнительный механизм соединен с выходом регулятора. Первая импульсная трубка соединена со сгустителем не менее, чем на 20-30 см ниже нижнего порога сливного отверстия сгустителя. Верхний конец гофрированной трубки срезан под углом 30-50^о.

За счет того, что при изменении уровня сгущаемого продукта из-за изменения расхода пульпы питания, перепад давлений в камерах дифманометра отличается от нуля и равен разности давлений в сгустителе на уровне подвода первой импульсной трубки и в патрубке подачи промводы в конус сгустителя. Регулятор через свой исполнительный механизм приводит в действие привод для перемещения верхнего конца гофрированной трубки. Верхний конец трубки перемещается до тех пор, пока давления в обеих камерах не уравновесятся из-за изменения давления в патрубке подачи промводы в конус сгустителя в месте подключения второй импульсной трубки.

Техническим результатом является то, что колебания уровня сгущаемого продукта в сгустителе не влияют на поток промводы в конус сгустителя. Это позволяет на 5-8% увеличить точность поддержания количества солей в жидкой фазе выгружаемого продукта и соответственно снизить потери полезных компонентов с выгружаемым продуктом.

Первая импульсная трубка должна быть подключена к сгустителю не ближе 20-30 см к нижнему краю слива сгустителя, поскольку при уменьшении этого расстояния резко ухудшается точность поддержания потока ПВ из-за снижения чувствительности дифманометра. Срез гофрированной трубки под углом 40-50^о позволяет увеличить точность управления за счет более стабильного перелива ПВ из нижнего края среза гофрированной трубки.

Изобретение поясняется фиг.1 и 2.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства. Устройство содержит сгуститель 1, импульсную трубку 2, дифманометр 3, вторую импульсную трубку 4 а и трубопровод 4б подачи промводы в сгуститель, сливной сосуд 5 постоянного напора, трубопровод подвода 6 промводы в сливной сосуд, трубопровод 7 слива излишков промводы из сливного сосуда, регулятор 8 с исполнительным механизмом 9 типа МЭКО, барабан 10 с гибким тросом 11 и блоком 12.

На фиг. 2 представлена конструкция сливного сосуда 5. Сосуд состоит из жесткого корпуса 13, патрубка для слива излишней воды 14, патрубка подвода промводы 15, гофрированной т рубки 16 с дужкой 17 и патрубком отвода 18 промводы из сосуда в конус сгустителя 1.

Сгуститель через импульсную трубку 2 соединен с первым входом дифманометра 3, второй вход которого с помощью второй импульсной трубки 4 а соединен с патрубком 18 сливного сосуда 5. Трубопровод подвода промводы 6 соединен с патрубком 15 подвода промводы в сливной сосуд, а трубопровод 7 отвода излишней промводы соединен с патрубком 14 отвода промводы из сливного сосуда. Выход дифманометра 3 соединен со входом регулятора 8, выход которого через барабан 10, гибкий трос 11 и блок 12 соединен с дужкой 17, закрепленной за гофрированную трубку 16. Патрубок 18 соединен через трубопровод 4 б с конусом сгустителя 1.

Устройство работает следующим образом.

Через трубопровод 6 в патрубок 15 подают промводу, которая через гофрированную трубку 16, патрубок 18 и трубопровод 4 б поступает в конус сгустителя 1. Излишек воды вытекает из гофрированной трубки 16 в жесткий цилиндр 13 и оттуда через патрубок 14 отводится в трубопровод 7. Таким образом, давление воды в конусе сгустителя 1 равно разности высот верхнего среза гофрированной трубки и точки ввода трубопровода 4 б в конус сгустителя. В импульсной трубке 2 давление равно
Р₁ (Н₁ Н₂) γ₁, (1) где Н₁ и Н₂ уровень зеркала слива сгустителя и уровень точки соединения импульсной трубки 2;
γ₁ плотность жидкости в осветленной зоне сгустителя.

Давление во второй импульсной трубке 4 а равно
Р₂ (Н₃ Н₄) γ₂, (2) где Н₃ и Н₄ уровни среза гофрированной трубки 16 и точки соединения импульсной трубки 4 а к патрубку 18;
γ₂ плотность промводы.

С выхода дифманометра 3 получают сигнал
Х (Р₁ Р₂) ·К (3) где К коэффициент пропорциональности.

Полученный сигнал передают в регулятор 8, в котором вырабатывают управляющий сигнал ΔY
ΔY А₁ · Х + А₂ Хdt, (4) где А₁ и А₂ коэффициенты, получаемые при настройке системы по минимуму квадратичного критерия при реакции на скачок.

Исполнительный механизм 9 поворачивает барабан 10 на угол, пропорциональный величине ΔY
Ф3 А₃ · ΔY (5) где А₃ масштабный коэффициент.

Тросик 11 наматывают на барабан и через блок 12 перемещают верхний конец гофрированной трубки 16 на дужку 17. Перемещение верхнего конца продолжают до тех пор, пока Р₁ не сравняется с Р₂. Таким образом, при изменении величины Н₁ изменяют и величину Н₃. Считая величины γ₁ γ₂, Н₂ и Н₄ постоянными, получают:
Н₃ А₄ ·Н₁, (6) где А₄ γ₁ / γ₂,
При выполнении указанного условия изменение давления промводы в конусе сгустителя будет зависеть от изменения уровня слива сгустителя, а разность давлений будет постоянна. Таким образом компенсируют один из главнейших источников возмущения гидродинамического равновесия в разгрузочном конусе сгустителя при подаче туда промводы, что приводит к повышению точности поддержания концентрации солей растворенных в жидкой фазе выгружаемого продукта.

Техническая реализуемость изобретения подтверждается численным примером.

Дано γ₁, 1,12 г/см³, γ₂= 1,0 г/см³, К0,5 МА · см²/г,
Н₁ 5,0 м, Н₂ 4,5 м, Н₃ 5,60 м, Н₄5,04 м;
А₁ 1,0, А₂ 0,3, А₃ 10, А₄ 12.

Уровень слива увеличится на 5 см.

В соответствии с (1) находят Р₁.

Р₁ 1,12(5,05 4,5)х10² 61,6 г/см².

В соответствии с (2) находят Р₂
Р₂ 1,0(5,6 5,04) х 10² 56 г/см².

В соответствии с (3) находят Х
Х (61,6 56,0) х 0,5 2,8.

В соответствии с (4) находят ΔY
ΔY 1,28 + 0,3 · 2,8 3,64.

В соответствии с (5) находят угол поворота барабана:
Φ 10 х 3,64 36,4^о.

В соответствии с (6) перемещение верхнего конуса гофрированной трубки прекращают при Н₃ 1,12 · 5,05/1 0 5,656 м, т.е. приращение длины гофрированной трубки составит
5,656 5,6 0,056 м.

Рекомендуемые значения коэффициентов К 0,3 0,8, А₁ 0,5 2,0, А₂ 0,1 0,5, А₃ 3-20.

Сущность изобретения: устройство содержит сгуститель 1, импульсную трубку 2, дифнонометр 3, вторую импульсную трубу 4 а и трубопровод 4 б подачи промывной жидкости в сгуститель, сливной сосуд 5 постоянного напора, трубопровод подвода 6 промводы в сливной сосуд, трубопровод 7 слива излишков промводы из сливного сосуда, регулятор 8 с исполнительным механизмом 9, барабан 10 с гибким тросом 11 и блоками 12. Сливной сосуд состоит из корпуса патрубка для слива излишней воды, патрубка подвода промводы, гофрированной трубки с дужкой и патрубком для отвода промводы из сосуда в конус сгустителя 1.2 з. п. ф-лы, 2 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОДАЧЕЙ ПРОМЫВНОЙ ВОДЫ ИЗ СЛИВНОГО СОСУДА ПОСТОЯННОГО НАПОРА В РАЗГРУЗОЧНЫЙ КОНУС СГУСТИТЕЛЯ, содержащее трубопровод подачи промывной воды, соединенный с первым входом сосуда постоянного напора, первый выход которого соединен с трубопроводом подачи промывной воды в конус сгустителя, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит трубопровод слива излишков промывной воды, соединенный с вторым выходом сосуда постоянного напора, дифманометр, первый вход которого соединен первой импульсной трубкой со сгустителем, второй вход дифманометра соединен второй импульсной трубкой с трубопроводом подачи промывной воды в конус сгустителя, выход дифманометра соединен с входом регулятора, сливной сосуд выполнен в виде гофрированной трубки, нижний конец которой жестко соединен с трубопроводом подачи промывной воды в конус сгустителя, а верхний конец снабжен приводом, вход которого через исполнительный механизм соединен с выходом регулятора. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первая импульсная трубка соединена со сгустителем не менее чем на 20 - 30 см ниже нижнего порога сливного отверстия сгустителя. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний конец гофрированной трубки срезан под углом 30 - 50^o.