Устройство для разделения фаз Советский патент 1988 года по МПК B01D17/28 

11

Изобретение относится к устройствам для разделения двух фаз различного удельного веса и может использоваться во всех отраслях промьпапен- ности.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения.

На фиг. 1 изображено устройство для разделения фаз, вариант для отде ления тяжелой фазы от легкой; на фиг. 2 - то же, вариант для отделени более легкой фазы от тяжелой; на фиг. 3 - то же, с увеличивающимся расстоянием между перегородками;- на фиг. 4 - то же, с S-образными плоскостями .ступеней.

Устройство для разделения фаз (фиг. 1) содержит корпус 1 с входным 2. и выходным 3 отверстиями, внутри которого размещены установленные параллельно одна другой перегородки 4, имеющие нижние 5 и верхние 6 торцы. Нижние торцы 5 перегородок 4 закреплены в нижней части 7 корпуса 1, а верхние торцы 6 расположены на расстоянии от верхней части 8 корпуса 1. Перегородки 4 расположены вертикально, причем их высоту уменьшают по ходу очищенной среды. Верхняя часть 8 корпуса 1 изнутри имеет ступенчатую поверхность 9 с размещенными вертикально 10 и горизонтально 1 плоскостями.

Расстояние между верхними торцами 6 перегородок 4 и горизонтальной 11 и вертикальной 10 плоскостями ступеней образуют лабиринт для протока жидкости, при этом зазоры 12 между перегородками 4 образуют емкости для накопления фильтрата. Расстояние между вертикальной- 10, горизонтально 11 плоскостями ступеней и верхним торцом 6 перегородок 4 уменьшают по Ходу очищаемой среды. Предлагаемое устройство (фиг. 1) предназначено для условий отделения вещества большей плотности, чем жидкость.

Устройство (фиг. 2) предназначено для отделения вещества меньшей плотности, чем жидкость, и отличается

тем, что ступенчатой выполнена нижняя стер1ка 8 корпуса, перегородки закреплены верхним торцом 6 В корпусе, а нижним - размещены на расстоянии от горизонтальной и вертикальной плоскостей ступеней. Вертикально размещенная плоскость ступеней может быть выполнена S-образной, а расстоя5

0

5

Q

0

ние между вертикальными перегородка- ками 4 может увеличиваться по ходу потока.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Жидкость через входное отверстие 2 поступает внутрь корпуса 1 и проходит через лабиринт, образованный верхними торцами 6 перегородок 4 и горизонтальными 11 и вертикальными 10 плоскостями ступенчатой поверхности 9. При этом скорость потока жидкости изменяется по направлению и величине. Изменение скорости потока по величине обусловлено тем, что расстояния между торцами 6 перегородки 4 и горизонтальными плоскостями 11 ступенчатой поверхности 9, а также между вертикальными плоскостями 10 и верхним торцом 6 перегородок меньше зазора 12 между перегородками 4. При движении потока жидкости Б пространство зазора 12 имеет место резкое расширение потока жидкости и уменьшение ее скорости. В моменты поворота потока жидкости на частицы отделяемого вещества действуют инерционные силы, которые превышают силы Стокса и выводят частицы в спокойную зону пространства зазора 12 к нижней части корпуса 1, где они накапливаются в виде осадка фильтрата, осаждаясь под действием сил тя

0

0

5

5

жести. Регулируя расстояния между верхним торцом 6.перегородки 4 и, соответственно, плоскостями 10 и 11 ступенчатой поверхности 9,. а также зазоры 12 между перегородками 4, можно в широких пределах изменять значения скррости потока на его различньк участках, а также инерционных сил, действующих на частицы отделяемого вещества. В результате возможно селективное разделение тяжелых и легких частиц отделяемого вещества либо можно производить классификацию частиц, если по ходу очищаемой среды указанные регулируемые расстояния в сечении потока жидкости последовательно уменьшать.

Вариант устройства (фиг. 2) для отделения вещества меньшей плотности, чем жидкость, работает аналогично на принципе разделения жидкocfи и ве-г . щества под воздействием инерционных сил. Жидкость подают через отверстие 2. При своем движении по зигзагообразному лабиринту 9 в момент поворота потока жидкости действуют инерционные силы, причем на жидкость в большей степени, чем на отделяемое вещество, которое также может быть жидкостью. При выходе потока жидкости в пространство зазора 12 таким образом легкая фаза жидкости (отделяемое вещество) стремится всплыть с одной стороны (действие Архимедовой силы), а с другой подталкивается основной массой жидкости, которая стремится вниз под действием инерционных сил, возникающих при течении потока по радиусной траектории в момент входа в пространство зазора 12. Легкая фаза жидкости накапливается в зазоре 12 у верхней части корпуса 1 .

Последовательное уменьшение значений расстояний по ходу очищаемой среды (а , b ,а2 Ь а , Ь,) приводит к возрастанию инерционных сил в местах поворота потока жидкости за счет уменьшения радиуса кривизны и увеличения скорости потока. Это позволяет производить селективное разделение вещества, находящегося в жидкости, при этом в последней камер отделяется вещество (частицы) с минимальной разницей удельных масс вещества и жидкости.

Выполнение вертикально размещенно плоскости ступеней S-образной (фиг. 3) позволяет снизить гидравлические потери на данном участке траектории потока жидкости и уменьшить гидравлическое сопротивление устрой- ства.

Увеличивая расстояния между перегородками b, bj b можно влиять на значение скорости потока в за- ,зоре 12, т.е. на ее относительное уменьшение, при этом значение соотно0

5

0

5

0

5

0

шения скоростей на входе в зазор 12 и в самом зазоре 12 уменьшается, облегчаются условия вывода частиц отделяемого вещества из русла потока. Этим повышается эффективность разделения.

Для отделения веществ большей и меньшей плотности, чем основная жидкость, можно последовательно соединить несколько устройств.

Предлагаемое устройство может быть использовано в гидравлике общего, горного машиностроения, а также для Обогащения и разделения веществ.

Формула изобретения

1. Устройство для разделения фаз, включающее корпус с входным и выходным отверстиями, одна из стенок которого выполнена ступенчатой, и параллельные вертикальные перегородки, закрепленные на стенке корпуса, противоположной ступенчатой стенке и установленные на расстоянии от .горизонтальных плоскостей ступеней, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности разделения, перегородки установлены на расстоянии от вертикально размещенных плоскостей ступеней, при этом расстояние от перегородок до вертикальной и горизонтальной плоскостей ступеней выполнено уменьшающимся по ходу потока.

2-.. Устройство по п. 1, о т л и- чающееся тем, что расстояние между перегородками увеличивается по ходу потока.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что вертикально расдоложенные плоскости ступеней выполнены S-образными.

Изобретение относится к устройствам для разделения двух фаз различной удельной массы и может использоваться во всех отраслях промьппленности. Целью изобретения является повьшение эффективности разделения. Устройство содержит корпус, одна из стенок которого (верхняя или нижняя) выполнена ступенчатой. В противоположной стенке закреплены парал ель- ные вертикальные перегородки, свободные торцы которых размещены на расстоянии от вертикальных и горизонтальных плоскостей ступеней, уменьшающемся по ходу потока. Расстояние между перегородками может увеличиваться по ходу потока, а вертикально расположенная плоскость каждой ступени может быть выполнена S-образной. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Фиг.1

Ф1/г.1

1Z 12

и