МНОГОСЕКЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ТОНКОСЛОЙНОЙ ОЧИСТКИ БОЛЬШИХ ОБЪЕМОВ ВОДЫ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ Российский патент 2012 года по МПК B01D21/02 C02F1/40 C02F1/52 

Изобретение относится к области очистки жидкостей, в частности оборотных вод большого объема, а также технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов, и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резанием и прокатке.

Известно устройство «Установка для очистки природных и сточных вод» (см. описание к авторскому свидетельству СССР №1657214, кл. B01D 21/08, С02F 1/52, опубл. 23.06.1991 г., бюл. №23), содержащее размещенный в корпусе тонкослойный отстойник с наклонными элементами, осадочную часть, патрубок подачи исходной воды и отвода осветленной воды и осадка, устройство для смыва осадка с пластин отстойника.

Известно устройство «Технологический модуль тонкослойной и фильтрационной очистки больших объемов воды от механических примесей» (см. решение о выдаче патента на изобретение по заявке №2008107866/15 (008505) от 15.12.2008 г., кл. С02F 1/00, В01D 29/00), содержащее емкость, оснащенную наклонными жесткими пластинами, кроме того, емкость со стороны подачи очищаемой жидкости оснащена направляющими штангами с платформой в виде поплавка. Платформа оснащена насосом, а на верхней части платформы установлена гребенка с соплами, направленными в сторону пластин.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства относится то, что при высокой степени загрязненности (концентрация свыше 2-4 г/л) одноступенчатая сепарация не позволяет добиться заданного качества очистки жидкости. Кроме того, наклонная конструкция саморазгружающих тонкослойных отстойников весьма плохо очищает жидкости от мелких инородных включений размером менее 2-3 мкм.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что емкость по ходу движения очищаемой жидкости после пакета наклонных элементов дополнительно оснащена двумя, расположенными друг за другом пакетами, собранными из горизонтальных пластин.

Пакет из наклонных элементов комплектуется пластинами, длина L₁ (мм) и расстояние H₁ (мм) между которыми определяется соотношением L₁/H₁=ε₁·V/k, второй пакет комплектуется горизонтальными пластинами, длина L₂ (мм) и расстояние H₂ (мм) между которыми определяется соотношением L₂/H_z=ε₂·V/k, третий пакет комплектуется горизонтальными пластинами, длина L₃ (мм) и расстояние Н₃ (мм) между которыми определяется соотношением L₃/Н₃=ε₃·V/k, где V - скорость движения жидкости в мм/с, ε₁, ε₂, ε₃ - степень очистки жидкости от частиц инородных примесей соответственно после первого, второго и третьего пакетов в безразмерных величинах.

ε₁=1-(Co₁/Си₁), ε₂=1-(Co₂/Си₂), ε₃=1-(Со₃/Си₃),

где Co₁, Co₂, Со₃ и Си₁, Си₂, Си₃ - концентрация механических примесей в очищенной (Со) и исходной жидкости (Си) на соответствующих пакетах.

k - коэффициент, определяющий физико-химические свойства фильтрующей среды (температура и плотность жидкости, коэффициент динамической вязкости жидкости, толщина гидратной оболочки, размер частиц инородных включений, концентрация инородных включений, распределение частиц инородных включений по фракциям и т.п.) в с/мм. Кроме того, направляющие штанги с движущейся вдоль них платформой, выполненной в виде поплавка, устанавливаются за третьим пакетом по ходу движения очищаемой жидкости, причем гребенка с соплами направлена в сторону горизонтальных пластин третьего пакета.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:

- расширение области применения устройства очистки,

- повышение эффективности работы устройства.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что многосекционное устройство тонкослойной очистки больших объемов воды от механических примесей содержит емкость с обрабатываемой водой, пакет наклонных элементов в виде пластин, патрубки подачи исходной воды и отвода осветленной воды и осадка, разделительные решетки, направляющие штанги с движущейся вдоль них платформой, выполненной в виде поплавка, платформа оснащена насосом, а на верхней части платформы установлена гребенка с соплами.

Особенность заключается в том, что емкость по ходу движения очищаемой жидкости после пакета наклонных элементов дополнительно оснащена двумя, расположенными друг за другом пакетами, собранных из горизонтальных пластин.

Кроме того, направляющие штанги с движущимися вдоль них платформой, выполненной в виде поплавка, устанавливаются за третьим пакетом по ходу движения очищаемой жидкости, причем гребенка с соплами направлена в сторону горизонтальных пластин третьего пакета.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном изобретении, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «новизна».

Конструкция изобретения представлена на чертежах (фиг.1-2).

Фиг.1 - Разрез устройства в режиме очистки жидкости.

Фиг.2 - Разрез устройства в режиме промывки.

Устройство очистки жидкостей состоит из первой ступени очистки А - пакета из наклонных элементов, второй ступени Б - пакета из горизонтальных пластин, третьей ступени В - пакета из горизонтальных пластин, корпуса 1, подводящего патрубка 2, отводящего патрубка 3, сливного патрубка 4, задвижек 5, 6 и 7, решеток 8 и 9, наклонных пластин 10 первой ступени очистки, горизонтальных пластин 11 второй ступени очистки, горизонтальных пластин 12 третьей ступени очистки, штанги 13, платформы 14, насоса 15, гребенки 16, сопла 17.

Устройство работает следующим образом.

В режиме очистки. Очищаемая жидкость через задвижку 5 (задвижка 6 закрыта) и по подводящему патрубку 2 подается через решетку 8 в корпус 1 устройства. Проходя между наклонными пластинами 10 первой ступени очистки А, осуществляется седиментация инородных примесей из жидкости на их поверхности. По мере накопления осадка на перегородках до критической массы происходит сход осадка, который осаждается на дно корпуса 1. Частично очищенная жидкость перетекает во вторую ступень очистки Б, а затем - в третью В. Проходя между горизонтальными пластинами второй и третьей ступеней, происходит седиментация инородных примесей из жидкости на их поверхности. Очищенная жидкость через отводящий патрубок 3 отправляется потребителю.

Следует отметить, что пакет из наклонных элементов комплектуется пластинами, длина L₁ (мм) и расстояние H₁ (мм) между которыми определяется соотношением L₁/H₁=ε₁·V/k, второй пакет комплектуется горизонтальными пластинами, длина L₂ (мм) и расстояние Н₂ (мм) между которыми определяется соотношением L₂/H₂=ε₂·V/k, третий пакет комплектуется горизонтальными пластинами, длина L₃ (мм) и расстояние Н₃ (мм) между которыми определяется соотношением L₃/Н₃=ε₃·V/k.

В режиме промывки. При накоплении осевших инородных примесей на поверхности горизонтальных пластин до заданной массы осуществляется переключение режима работы устройства. В этом случае перекрывается задвижка 5 и открывается задвижка 6. Жидкость самотеком через задвижку 6 начинает сливаться из корпуса 1. В этот момент включается насос 15, установленный на платформе 14, который под давлением подает жидкость в гребенку 16, а затем через сопла 17 направляет ее в пространство между слоями горизонтальных пластин 11 и 12, тем самым смывая осевший на их поверхности слой осадка.

Спускаясь вниз по направляющей штанге 13, плавая на поверхности сливаемой жидкости, платформа 14 с насосом 15 обеспечивают промывку всех слоев горизонтальных пластин. Смываемый осадок вместе с жидкостью через патрубок 4 и задвижку 6 отправляется в устройство дальнейшего сгущения.

После режима промывки закрывается задвижка 6 и открывается задвижка 5, тем самым устройство переводят в режим очистки жидкости.

Применение трехступенчатого очистителя с расчетными параметрами длин пластин L и расстояний Н между ними на каждой ступени позволяет управлять процессом очистки, значительно увеличить полезную площадь фильтрования и тем сам повысить качество очистки и эффективность работы устройства.

Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для очистки технологических жидкостей (ТЖ), смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), моющих растворов и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах при обработке металлов давлением, резанием и прокатке;

- для заявленного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение усматриваемых заявителем поставленных технических задач. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».

Изобретение относится к области очистки жидкостей и может быть использовано на металлообрабатывающих производствах. Очищаемую жидкость через задвижку 5 и подводящий патрубок 2 подают в корпус 1 устройства. Осуществляется седиментация инородных примесей из жидкости на поверхности наклонных пластин 10 первой ступени очистки. Частично очищенная жидкость перетекает во вторую ступень очистки, а затем - в третью. Происходит седиментация инородных примесей из жидкости на поверхности горизонтальных пластин 11, 12 второй и третьей ступеней. Очищенная жидкость отводится через патрубок 3. Изобретение позволяет расширить область применения устройства очистки, повысить эффективность работы устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Многосекционное устройство тонкослойной очистки больших объемов воды от механических примесей, содержащее емкость с обрабатываемой водой, пакет наклонных элементов в виде пластин, патрубки подачи исходной воды и отвода осветленной воды и осадка, разделительные решетки, направляющие штанги с движущейся вдоль них платформой, выполненной в виде поплавка, платформа оснащена насосом, а на верхней части платформы установлена гребенка с соплами, отличающееся тем, что емкость по ходу движения очищаемой жидкости после пакета наклонных элементов дополнительно оснащена двумя расположенными друг за другом пакетами, собранными из горизонтальных пластин.

2. Многосекционное устройство по п.1, отличающееся тем, что направляющие штанги с движущейся вдоль них платформой, выполненной в виде поплавка, устанавливаются за третьим пакетом по ходу движения очищаемой жидкости, причем гребенка с соплами направлена в сторону горизонтальных пластин третьего пакета.