МНОГОФАЗНЫЙ ИНДУКЦИОННЫЙ ЭЛЕКТРОКОАГУЛЯТОР Российский патент 2000 года по МПК C02F1/463 

Проточный индукционный электрокоагулятор предназначен для очистки металлосодержащих и других электропроводных сточных вод, а также может быть использован для обработки электропроводящих растворов или пульп, например в процессе обогащения руд и т.п.

Для очистки сточных вод в настоящее время применяются электрохимические и другие процессы очистки сточных вод, описанные в литературе:
1. Леонов С.Б., Рудмин В.В., Богидаев С.А. Электрохимическая обработка переменным током сульфгидрильных собирателей в процессе серосульфидной флотации. //Цветные металлы. - 1990, N 1, с 22-25.

2. Тимофеева С.С., Вертинский А.П. Электрохимические технологии извлечения металлов из отработанных растворов и сточных вод - один из путей рационального использования ресурсного потенциала. Социальные проблемы инженерной экологии, природопользования и ресурсосбережения. Материалы и тезисы докладов. Красноярск. 1996. Выпуск 11, с. 55-63.

В конструкциях известных электрокоагуляторов, применяемых в настоящее время в производстве, используется большое количество электродов, которые в процессе эксплуатации расходуются, изнашиваются, требуют частой замены, снижая тем самым производительность и надежность электрокоагулятора в работе.

Повысить производительность электрокоагулятора, а также осуществить надежный электроконтакт возможно путем индуцирования тока в электролите сточных вод.

В настоящее время известны устройства под названием индукционных электрокоагуляторов, описанные в литературе:
3. Электрокоагулятор по патенту РФ N 2061659
4. Электрокоагулятор по патенту N 2076074.

Известные индукционные электрокоагуляторы представляют собой трансформаторы, первичная обмотка которых подключена к сети электропитания, а вторичной обмоткой являются обрабатываемые электропроводящие стоки, в которые погружен магнитопровод.

Так как известные индукционные электрокоагуляторы имеют магнитопроводы в виде сердечников трансформаторов, то эти конструктивные признаки определяют высокие массово-габаритные показатели, требуя большого расхода электротехнической стали и ограничивая их применение в производственных условиях.

Прототипом предлагаемого проточного индукционного электрокоагулятора является:
5. Многофазный индукционный электрокоагулятор по заявке RU 94027789, A1 кл, C 02 F 1/46, 27.04,96.

Электрокоагулятор по прототипу представляет собой корпус с коническим днищем и крышкой, токоподвод, выполненный в виде тороидальных индукторов с первичными однофазными обмотками из голого высокоомного провода, размещенными в рабочем объеме электрокоагулятора и подключенными к первичной многофазной сети равномерно.

Указанные выше типы индукционных электрокоагуляторов целесообразно использовать в технологических процессах по утилизации отходов сточных вод, получаемых в виде шлама, который в дальнейшем служит химическим сырьем для извлечения тяжелых металлов.

Кроме того, магнитопровод трансформатора, используемый по прототипу, значительно повышает индуктивность обмоток, что приводит к образованию большой реактивной мощности электрокоагулятора, особенно в условиях обработки больших расходов промышленных стоков.

Отмеченное выше обстоятельство ограничивает мощность индукционных электрокоагуляторов и приводит к необходимости применения подводящих и отводящих труб малого сечения.

Задачей предлагаемого проточного индукционного электрокоагулятора является увеличение его мощности с соответствующим увеличением производительности.

Поставленная задача достигается тем, что в проточном индукционном электрокоагуляторе, включающем в себя корпус с днищем, крышкой и токоподвод в виде индукторов с первичными обмотками, размешенными в рабочем объеме электрокоагулятора, индукторы выполнены в виде стаканов, коаксиально размещены друг в друге, первичные обмотки индукторов выполнены из изолированного провода и соединены между собой последовательно и подключены к одной из фаз многофазной сети.

Стаканы соединены между собой гидравлически последовательно по потоку обрабатываемых сточных вод с общим вводом и выводом в отстойник.

Выполнение обмотки индуктора на стаканах из диэлектрического материала предотвращает образование больших величин индуктивности, облегчает весовые характеристики и удешевляет устройство электрокоагулятора.

Соединение обмоток между собой последовательно (электрически согласно по их магнитным потокам) обеспечивает возможность обрабатывать стоки в течение всего времени их протекания по стаканам, а соединение стаканов между собой последовательно по потоку обрабатываемых стоков позволяет подвергать их обработке индукционными токами в течение заданного времени и выполнять диаметры ввода и вывода по заданным расходам стоков, что обеспечивает высокую производительность электрокоагулятора.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где
на фиг. 1 изображена половина вида с половиной разреза по вертикальной оси проточного индукционного электрокоагулятора, на фиг. 2 - схема установки проточного индукционного электрокоагулятора с отстойником и сборником шлама.

Детальное описание изобретения.

Проточный индукционный электрокоагулятор состоит из цилиндрического корпуса 1 с входом 2 и выходом 3. Электрокоагулятор установлен на полке 4 отстойника 5, в котором выполнены вход 6 для обрабатываемых стоков, выход 7 очищенной воды и выход 8 шлама от шламосборника 9 с барьером 10 на днище остойника 5. Внутри корпуса 1 установлены коаксиально друг в друге стаканы 11 с катушками 12 и боковыми отверстиями 13. Все катушки 12 соединены между собой электрически согласно направлениям своих магнитных потоков (соединительные провода не показаны на чертежах условно, так как применяются по своему прямому назначению). Вывод 14 первой катушки 12 и вывод 15 последней катушки 12 подключены к сети электропитания с помощью типовой коммутационной аппаратуры (на чертежах не показана, так как применяется по своему прямому назначению). Первый стакан 11 с катушками 12 по описанному может быть произвольным, соединен с входом 2 и не имеет днища, а второй, четвертый и каждый четный стакан прикреплены к крышке 17, например, с помощью сварки, пайки и т.п. и имеют днища 16. Третий, пятый и последующие нечетные стаканы также прикреплены к крышке 17 и не имеют днища. Количество стаканов 11 с катушками 12 по описанному может быть произвольным и определяется производительностью электрокоагулятора (на чертежах условно показано 3 стакана 11 из которых первый соединен с входом 2, а последний с выходом 3. Количество электрокоагуляторов по описанному в очистной установке может быть произвольным и определяется общим расходом обрабатываемых промышленных стоков.

При этом в случае электропитания установки от трехфазной сети промышленного тока целесообразно количество электрокоагуляторов выполнять кратным 3, равномерно распределяя их по фазам первичной сети, в качестве компенсаторов реактивной мощности возможно использование емкостных конденсаторов. Компенсаторы реактивной мощности на чертежах не показаны, так как применяются по своему прямому назначению. Материалы корпуса 1 и стаканов 11 электрокоагулятора возможно выполнять из диэлектриков, например фторопласта, полипропилена и т.п. В случае выполнения стаканов 11 и корпуса 1 из металлических составляющих их поверхность необходимо покрывать коррозионостойким составом. Материал жилы электропровода может быть выбран из меди и алюминия, а изоляцией может служить резина, наирит, полихлорвинил и т.д.

Работа проточного индукционного электрокоагулятора.

Вход 2 электрокоагулятора соединяется с гидромагистралью сточных вод, а выход 3 - с входом 6 в отстойник 5. При поступлении промышленных стоков в электрокоагулятор включается электропитание на выводы 14 и 15 катушек 12 от электрической сети с помощью коммутационной аппаратуры. При протекании переменного тока по катушкам 12 в сточных водах, протекающих по стаканам 11, индуцируются вторичные токи, воздействие которых вызывает коагуляцию компонент стоков, которые уносятся ими в отстойник 5. Барьер 10 препятствует образованию прямого потока обработанных сточных вод, создавая условия оседания шлама в сборнике 9. По накоплении очищенных стоков до уровня выхода 7 их из отстойника 5 они отводятся по заданному применению (например, в замкнутую схему водоснабжения). Шлам по выводу 8 от накопителя 9 забирается на вторичную переработку по мере накопления.

С помощью регулируемых задвижек (на чертежах не показаны, так как применяются по своему прямому назначению) на вводах 2 и 6 и выводах 7 и 8 подача стоков и отвод очищенной воды и шлама осуществляется в автоматическом режиме.

Эффективность предлагаемого проточного индукционного электрокоагулятора определяется конкретным исполнением по заданным условиям эксплуатации, в зависимости от электропроводоности очищенных стоков, числа фаз напряжения электропитания, числа индукторов электрокоагулятора и мощностью их обмоток.

Изобретение относится к электрокоагуляторам для очистки металлосодержащих и других электропроводных сточных вод. Устройство содержит корпус с днищем и крышкой, токоподвод, индукторы с первичными однофазными обмотками, размещенными в рабочем объеме. Индукторы выполнены в виде стаканов и коаксиально размещены друг в друге. Первичные обмотки выполнены из изолированного провода, соединены между собой последовательно и подключены к одной из фаз многофазной сети. Технический результат состоит в увеличении мощности и производительности. 2 ил.

Проточный индукционный электрокоагулятор, включающий корпус с днищем и крышкой, токоподвод, индукторы с первичными однофазными обмотками, размещенные в рабочем объеме электрокоагулятора, отличающийся тем, что индукторы выполнены в виде стаканов, коаксиально размещенных друг в друге, при этом первичные обмотки индукторов выполнены из изолированного провода, соединены между собой последовательно и подключены к одной из фаз многофазной сети.