УСТАНОВКА ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗАГРЯЗНЕННОЙ ЖИДКОСТИ Российский патент 2000 года по МПК C02F1/00 C02F1/40 

Изобретение относится к технологическому оборудованию для очистки загрязненных жидкостей, в частности к установкам для очистки загрязненных жидкостей, и может быть использовано для очистки моющих растворов с целью их повторного использования на ремонтных предприятиях лесопромышленного комплекса, а также для очистки сточных вод.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является установка для очистки загрязненной жидкости, содержащая емкость с загрязненной жидкостью, блок фильтров, нагнетательный насос с входным и выходным патрубками и емкость с очищенной жидкостью, при этом выходной патрубок насоса связан подводящей магистралью с входными полостями фильтров, входной патрубок насоса связан одной отводящей магистралью с полостями фильтров для выхода недоочищенной жидкости, а полости фильтров для выхода очищенной жидкости связаны другой отводящей магистралью с емкостью с очищенной жидкостью (см. например, а.с. СССР N 1268515, кл. В 01 D 37/04, 1985 г.).

Однако, известная установка не обеспечивает достаточно высокой производительности очистки и требует значительной энергоемкости при осуществлении процесса очистки. Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая установка, является повышение производительности очистки и снижение энергоемкости процесса очистки.

Для достижения указанного технического результата известная установка для очистки загрязненной жидкости, содержащая емкость с загрязненной жидкостью, блок фильтров, нагнетательный насос с входным и выходным патрубками и емкость с очищенной жидкостью, при этом выходной патрубок насоса связан подводящей магистралью с входными полостями фильтров, входной патрубок насоса связан одной отводящей магистралью с полостями фильтров для выхода недоочищенной жидкости, а полости фильтров для выхода очищенной жидкости связаны другой отводящей магистралью с емкостью с очищенной жидкостью.

Установка снабжена камерой смешения в виде цилиндрического трубопровода, выходной конец которого соединен с входным патрубком насоса через конический диффузор, расширяющийся в направлении входного патрубка насоса, а входной конец трубопровода связан с входным коллектором, образованным сопряженными между собой цилиндрическим трубчатым участком, связанным с указанной одной отводящей магистралью высокого давления, и коническим трубчатым участком, связанным с входным концом трубопровода, а в коническом трубчатом участке коллектора установлено сопло в виде усеченного полого конуса, торцевая поверхность меньшего конца которого лежит в одной радиальной плоскости с меньшим концом конического трубчатого участка коллектора, а торцевая поверхность большего конца которого лежит в другой радиальной плоскости, параллельной указанной одной радиальной плоскости, с большим концом конического участка коллектора, а больший конец усеченного полого конуса сопла связан с резервуаром с загрязненной жидкостью посредством магистрали низкого давления, в которой установлен кран.

При этом отношение площади f_H1 выходного сечения меньшего конца конуса сопла для подачи жидкости низкого давления к площади f_B1 выходного сечения меньшего конца конического участка коллектора для подачи жидкости высокого давления выбрано из соотношения

К - коэффициент эжекции

где G_H - массовый расход жидкости низкого давления, кг/с;
G_B - массовый расход жидкости высокого давления, кг/с;
ϕ_в - коэффициент скорости (отношение действительной скорости к идеальной) коллектора для подачи жидкости высокого давления;
ϕ_н - коэффициент скорости сопла для подачи жидкости низкого давления.

где P_OB - полное давление жидкости высокого давления на входе в конический участок коллектора, Па;
P_OH - полное давление жидкости низкого давления на входе в сопло, Па;
P₁ - статическое давление на меньшем конце конуса сопла и на меньшем конце конического трубчатого участка коллектора, Па.

На фиг. 1 представлена общая схема установки для очистки загрязненной жидкости.

На фиг. 2 представлен в увеличенном масштабе фрагмент установки, включающий камеру смешения, входной коллектор, сопло и сопряженные с ними элементы установки.

Установка для очистки загрязненной жидкости содержит емкость 1 с загрязненной жидкостью, блок фильтров 2, нагнетательный насос 3 с входным патрубком 4 и выходным патрубком 5 и емкость 6 с очищенной жидкостью. Выходной патрубок 5 насоса связан подводящей магистралью 7 с входными полостями фильтров 2. Входной патрубок 4 насоса связан одной отводящей магистралью 8 с полостями фильтров 2 для выхода недоочищенной жидкости (концентрата). Полости фильтров 2 для выхода очищенной жидкости (фильтрата) связаны другой отводящей магистралью 9 с емкостью 6. Связь магистрали 8 с патрубком 4 осуществляется через входной коллектор, камеру смешения 10 и диффузор 11. Камера смешения выполнена в виде цилиндрического трубопровода 12, выходной конец которого соединен с патрубком 4 через конический диффузор 11, расширяющийся в направлении патрубка 4. Входной конец трубопровода 12 связан с входным коллектором, образованным сопряженными между собой цилиндрически трубчатым участком 13, связанным с магистралью 8 высокого давления, и коническим трубчатым участком 14, связанным с входным концом трубопровода 12. В коническом участке 14 коллектора установлено сопло 15 в виде полого усеченного конуса. Торцевая поверхность меньшего конца конуса сопла 15 расположена в одной радиальной плоскости А-А с меньшим концом конического трубчатого участка 14 коллектора. Торцевая поверхность большего конца конуса сопла 15 расположена в другой радиальной плоскости Б-Б с большим концом конического трубчатого участка 14 коллектора. Плоскости А-А и Б-Б параллельны друг другу. Больший конец конуса сопла 15 связан с емкостью 1 посредством магистрали 16 низкого давления, в которой установлен кран 17. С емкостью 6 связана магистраль 18 с краном 19 для отбора очищенной жидкости к потребителю, с емкостью 1 связана магистраль 20 с краном 21 для подачи в емкость 1 загрязненной жидкости.

При этом отношение площади f_H1 выходного сечения меньшего конца конуса сопла для подачи жидкости низкого давления к площади f_B1 выходного сечения меньшего конца конического участка коллектора для подачи жидкости высокого давления выбрано из соотношения

К - коэффициент эжекции

где G_H - массовый расход жидкости низкого давления, кг/с;
G_B - массовый расход жидкости высокого давления, кг/с;
ϕ_в - коэффициент скорости (отношение действительной скорости к идеальной) коллектора для подачи жидкости высокого давления;
ϕ_н - коэффициент скорости сопла для подачи жидкости низкого давления.

где P_OB - полное давление жидкости высокого давления на входе в конический участок коллектора, Па;
P_OH - полное давление жидкости низкого давления на входе в сопло, Па;
P₁ - статическое давление на меньшем конце конуса сопла и на меньшем конце конического трубчатого участка коллектора, Па.

Установка работает следующим образом. Перед началом работы установки открывают кран 21 и по магистрали 20 заполняют емкость 1 загрязненной жидкостью, после чего кран 21 закрывают. Затем открывают кран 17 и включают насос 3, который через магистраль 16, сопло 15, камеру смешения 10, диффузор 11, патрубки 4, 5 и магистраль 7 прокачивает загрязненную жидкость со скоростью 2-6 м/с через блок фильтров 2. При этом очищенная жидкость (фильтрат) по магистрали 9 направляется в емкость 6, из которой она при открытии крана 19 по магистрали 18 направляется потребителю. Недоочищенная жидкость (концентрат) направляется по магистрали 8 в коллектор. Вначале жидкость поступает в цилиндрический трубчатый участок 13 коллектора, из которого проходит в конический трубчатый участок 14 коллектора. При входе в конический трубчатый участок 14 происходит увеличение скорости жидкости высокого давления, которая увлекает жидкость низкого давления из емкости 1 через магистраль 16 и сопло 15. Жидкость низкого давления и жидкость высокого давления поступают далее в цилиндрический трубопровод 12 камеры смешения, в которой перемешиваются. При этом отношение объема жидкости высокого давления к объему жидкости низкого давления составляет 40:1. Образующаяся в трубопроводе 12 смесь жидкостей поступает в диффузор 11, в котором происходит уменьшение скорости потока и возрастает давление. Затем поток жидкости поступает во входной патрубок 4 насоса 3 и выходит из его выходного патрубка 5, поступая по магистрали 7 в блок фильтров 2. После завершения процесса очистки и полного заполнения емкости 1 или емкости 6, определяемого специальными датчиками (не показаны), происходит удаление концентрата.

Описанная конструкция установки обеспечивает использование энергии концентрата (жидкости высокого давления), выходящей из блока фильтров для увеличения давления в диффузоре, что не требует дополнительных затрат энергии и повышает производительность установки.

Установка для очистки загрязненной жидкости содержит емкость с загрязненной жидкостью, блок фильтров, нагнетательный насос с входным и выходным патрубками и емкость с очищенной жидкостью. Выходной патрубок насоса связан подводящей магистралью с входными полостями фильтров. Входной патрубок насоса связан одной отводящей магистралью с полостями фильтров для выхода недоочищенной жидкости. Полости фильтров для выхода очищенной жидкости связаны другой отводящей магистралью с емкостью с очищенной жидкостью. Установка снабжена камерой смешения в виде цилиндрического трубопровода, выходной конец которого соединен с входным патрубком насоса через конический диффузор, расширяющийся в направлении входного патрубка насоса. Входной конец трубопровода связан с входным коллектором, образованным сопряженными между собой цилиндрическим трубчатым участком и коническим трубчатым участком, связанным с входным концом трубопровода. В коническом трубчатом участке коллектора установлено сопло в виде усеченного полого конуса. В изобретении обеспечивается повышение производительности очистки и снижение энергоемкости процесса очистки. 2 ил.

Установка для очистки загрязненной жидкости, содержащая емкость с загрязненной жидкостью, блок фильтров, нагнетательный насос с входным и выходным патрубками и емкость с очищенной жидкостью, при этом выходной патрубок насоса связан подводящей магистралью с входными полостями фильтров, входной патрубок насоса связан одной отводящей магистралью с полостями фильтров для выхода недоочищенной жидкости, а полости фильтров для выхода очищенной жидкости связаны другой отводящей магистралью с емкостью с очищенной жидкости, отличающаяся тем, что она снабжена камерой смешения в виде цилиндрического трубопровода, выходной конец которого соединен с входным патрубком насоса через конический диффузор, расширяющийся в направлении входного патрубка насоса, а входной конец трубопровода связан с входным коллектором, образованным сопряженными между собой цилиндрическим трубчатым участком, связанным с указанной одной отводящей магистралью высокого давления, и коническим трубчатым участком, связанным с входным концом трубопровода, а в коническом трубчатом участке коллектора установлено сопло в виде усеченного полого конуса, торцевая поверхность меньшего конца которого лежит в одной радиальной плоскости с меньшим концом конического трубчатого коллектора, а торцевая поверхность большего конца которого лежит в другой радиальной плоскости, параллельной указанной одной радиальной плоскости, с большим концом конического участка коллектора, а больший конец усеченного полого конуса сопла связан с резервуаром с загрязненной жидкостью посредством магистрали низкого давления, в котором установлен кран, при этом отношение площади f_н1 выходного сечения меньшего конца конуса сопла для подачи жидкости низкого давления к площади f_в1 выходного сечения меньшего конца конического участка коллектора для подачи жидкости высокого давления выбрано из соотношения

K - коэффициент эжекции

где G_н - массовый расход жидкости низкого давления, кг/с;
G_в - массовый расход жидкости высокого давления, кг/с;
ϕ_в - коэффициент скорости (отношение действительной скорости к идеальной) коллектора для подачи жидкости высокого давления;
ϕ_н - коэффициент скорости сопла для подачи жидкости низкого давления,

где P_ов - полное давление жидкости высокого давления на входе в конический участок коллектора, Па;
P_он - полное давление жидкости низкого давления на входе в сопло, Па;
P₁ - статическое давление на меньшем конце конуса сопла и на меньшем конце конического трубчатого участка коллектора, Па.