Способ разделения суспензий и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК B01D37/00 B01D29/28 

Изобретение относится к технике фильтрования и может быть использовано для очистки промьтленных и бытовых сточных вод и Д.ПЯ разделения и сгутения суспенэий в других отрас- лях промышленности.

Цель изобретения - увеличение производительности w уменьшение энергоемкости процесса разделения за счет повьппения эффективности регене- рации фильтровальной перегородки.

На фиг,1 дано устройство, общий вид; на « фиг, 2 - разрез А-А на Фиг.1,

Устройство для разделения суспензий включает корпус 1, подводящий 2 и отводящий 3 патрубки, разгрузочное устройство 4, вибровозбудитель 5, цилиндрическую фильтровальную перегородку 6, верхнюю 7 и нижнюю 8 крьппки и регенерирующее приспособ- ление 9. Регенерирующее приспособление содержит шток 10, установленный вертикально и соединенный с вибровозбудителем 5 с возможностью продольного колебательного перемещения, на котором закреплены с возможностью перемещения по его высоте струеформиру- юшие насадки.11 и подводящая насадка 12. В нижней части регенерирующее приспособление 9 содержит основание 13, закрепленное неподвижно на крьщг- ке и соединенное со струеформирую- щими насадками упругой мембраной 14. Струеформирующие насадки выполнены в виде двух полых усеченных конусов 15, соединенных меньшими основаниями с цилиндрической обечайкой 16, Крепление струеформирующих насадок на штоке осуществляется кронштейном 17. Внутренняя полость 18 регенерирующего приспособления образуют струеформи- рующие насадки; вверху - подводящая насадка, внизу - основание и упругая мембрана. Смежные струеформирующие насадки образуют в месте соединения кольцевые сопла 19, параллельные друг другу. Нижняя часть подводящей насадки выполнена в виде усеченного конуса 20, меньшее основание которого образует с меньшим основанием усе- ченного конуса 21 в вертикальном направлении круглое, а в горизонтальном г. кольцевое сопло 22, связанное с внутренней полостьюрегенерирующего приспособления и с полостью 23 цилинд- рической фильтровальной перегородки.

Устройство работает следующим образом.

Исходная суспензия через подводящий патрубок 2 подается внутрь кор-. пуса I, где на фильтровальной перегородке 6 происходит разделение ее на жидкую и твердую фазы. Исходная суспензия полностью заполняет внутренний объем корпуса , а фильтрат - полость 23 цилиндрической перегородки 6 и полость 18 регенерирующего приспособления 9. Вибровозбудителем 5 приводится в колебательное движение регенерирующее приспособление 9 посредством штока 10 с закрепленными на нем струеформирующими насадками 11 и подводящей насадкой 12. При колебательном движении струе- формирующий насадок 11 вместе с подводящей насадкой 12 относительно неподвижного основания 13 в полости 18 регенерирующего приспособления 9 возникает переменное давление: положительное при движении штока IО вниз и отрицательное при движении вверх. Струеформируюш.ие насадки I 1 и образуемые ими кольцевые сопла 19 обладают анизотропией сопротивления движению воды через них в прямом, т.е. в сторону сужения сопел 19 из полости 18 в полость 23, и в обратном направлениях, причем сопротивление движению воды в прямом направлении меньше сопротивления движению воды в обратном направлении. Подводящая насадка I2 и образуемое ею сопло 22 также обладают анизотропией сопротивления движению воды в прямом т.е. в сторону сужения сопла 22 из полости 23 в полость 18, ив обратном направлениях, причем сопротивление движению воды в прямом направлении меньше, чем в обратном. Анизр- тропия сопротивления кольцевых сопел 19 и сопла 22 в зависимости от направления движения воды, обусловливаемого возникающим в полости 18 пере- менньп давлением и определяет чередование фаз введения воды в полость 23 и ее выбрасывание оттуда в виде кольцевых вибрационных затопленных струй. Движение штока 10 с насадками 11 и 12 вверх и возникающее при этом в полости 18 отрицательное давление за счет увеличения ее объема при удалении насадок 11 и 12 от неподвижног основания 13 и растяжении упругой мембраны 14. сопровождается засасыванием воды внутрь полости 18 пре- иьгущественно чере.з сопло 20 подводяшей насадки 12, нмеюгаей меньшее сопротивление движению воды из полости 23 в полость 18, чем сопла 19 струеформирующих насадок 11. При остановке штока 10 с насадками 1I и 12 в верхнем положении давление в полостях 18 и 23 выравнивается и процесс введения воды внутрь регенерирующего приспособления 9 прекращается. Следующее за этим движение штока 10 с насадками 11 и 12 вниз и возникающее при этом положительное давление за счет уменьшения объема, полости 18 сопровождается вытеснением из нее воды при сжатии упругой мембраны 14. Вытесняемая вода выбра- сьгоается из полости 18 преимущественно через сопла 19 струеформирующих насадок I1, имеющих меньшее сопротивление движению воды из полости 18 в полость 23, чем сопло 20 водо- подводящей насадки 12. Кольцевые сопла 19 обеспечивают эффективную трансформацию колебательной скорости относительного движения штока 10 с насадками II и 12 и неподвижного основания 13 в напорные высокоскоростные, кольцевые, вибрационные, затопленные струи воды. Эти струи, сформированные из фильтрата, т.е. очищенной от механических примесей воды с периодическим перекрытием зон их падения, падая на цилиндрическую фильтровальную перегородку 6, проходят через ее отверстия,смывают и от- брасьгоают образовавшийся на ее поверхности осадок, восстанавливая тем самым ее фильтровальную способность. Каждая из кольцевых вибрационных струй удаляет осадок по всей длине окружности цилиндрической фильтровальной перегородки 6, лежащей напротив нее. Движение штока 10 с rta- садками II и 12, а соответственно, и всех параллельно друг другу действующих кольцевых струй, обеспечивается регенерация цилиндрических участков, т.е. секций фильтровальной перегородки на высоту, равную примерн размаху, т.е. двойной амплитуде колебаний регенерирующего приспособления 9, Расстояние между соплами 19 устанавливается не более этой величины. При этом условии обеспечивается взаимное перекрывание каждой кольцевой струей цилиндрических участков регенерируемой фильтровальной перегородки, обеспечивается непре)ывность

0

5

0

5

0

5

0

5

процесса фильтрования и за счет устранения чередования циклов фильтрования и регенерации всей поверхности фильтрования, и повьшгается производительность разделения.

Изменением амплитуды и частоты колебаний, колебательной скорости, ширины кольцевых сопел 19 регулируется скорость,дальность и длительность действия кольцевых вибрационных затопленных струй.Смываемый с цилиндрической фильтровальной перегородки 6 осадок оседает и выводится из корпуса 1 через разгрузочное устройство 4. Фильтрат отводится из полости 23 фильтровальной перегородки 6 через патрубок 3,

Пример. Проверка осзтпествле- ния способа проводилась на устройстве, включающем цилиндрический корпус, коаксиально установленную цилиндрическую фильтровальную перегородку, выполненную в виде каркаса с закрепленной на нем металлической сеткой с размером ячеек 40 мкм, регенерирующее приспособление, подводящий, отводящий и разгрузочный патрубки, вибровозбудитель механического (эксцентрикового) типа ВНДВ-4, Регенерирзпощее приспособление выполнено в виде соединенного с вибро возбудителем гатока с закрепленными на не м струеформирующими насадками- и подводящей насадкой.

Исследования проводились в диапазоне частот 0,2-20 Гц, при амплитуде колебаний от 8 см на оборотных водах Лебединского ГОКа с содержанием твердой фазы (фракция 0,3- 0,020 мм) до 100 г/л.

Исследованиями установлено, что при низком содержании частиц твердой фазы (менее 50 г/л) период фильтрации без регенерации сетки вибрационными струями составляет 3- 4 мин. Далее следует забивание сет- ки и прекращение процесса фильтрования. Регенерация сетки кольцевыми затопленными струями в течение 5- 10 с полностью восстанавливает ее пропускную способность. При высоком содержании частиц твердой фазы (свыше 50/100 г/л) забивание сетки и прекращение процесса фильтрации без воздействия регенерирующих вибрационных струй происходит в течение 20-25 с. Полное восстановление пропускной способности сетки достигается непрерывным возбуждением вибрационных затопленных струй с частотой до 12 Гц, при этом происходит эффективное разделение суспензии на

фильтрат: воду с содержанием частиц . дальности действия вибрационных за- коллоидной фракции с размером 40 мкм топленных струй.

и осадок с фракционным составом частиц 40 мкм. При частоте свыше 12 Гц наблюдается снижение производитель- 5 ности из-за уменьшения амплитуды и

1. Способ разделения суспензий, включающий подачу суспензий под давлением в корпус фильтра, фильтрацию через фильтровальную перегородку, удаление осадка из корпуса и отвод части фильтрата из камеры фильтрата в полость регенерирующего приспособления с последующим ее возвратом в камеру фильтрата для ре- генерапии фильтровальной перегород-- ки, отличающийся тем. что, с целью увеличения производительности и уменьшения энергоемкости процесса разделения за счет повышения эффективности регенерации фильтровальной перегородки, возврат части фильтрата в камеру фильтрата осуществляют в виде вибрационных затопленных струй, направленных на всю поверхность фильтровальной перегородки с периодическим перекрытием зон их падения. 2. Устройство для разделения суспензий, содержащее корпус, подводящий и отводящий патрубки, цилиндрическую фильтровальную перегородку, вибровозбудитель с регенерирующим приспособлением и разгрузочное устройство, отличающееся тем, что, с целью увеличения произво-. дительности и з еньгоения энергоемкости процесса разделения, регенерирующее приспособление вьшолнено в виде вертикального центрального штока с подводящей и струеформируюшими на- -садками в виде полых усеченных кону-, сов, соединенных маньшими основаниями с цилиндрическими обечайками, установленными на штоке с возможностью регулирования по высоте, и неподвижного основания с упругой мембраной, при этом шток соединен с вибровозбудителем, а мамбрана - с нижней струеформирующей насадкой. to to со 4iik

Ю

17

Редактор П.Коссей

Составитель В.Тимошков

Техред С.Мигунова Корректор А.Обручар

Заказ 669/9Тираж 663Подписное

ВШШТН Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раутская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Фиг,.2