Дренажно-распределительный элемент для аппарата с зернистой загрузкой Советский патент 1988 года по МПК B01D15/00 B01D23/20 

Фи.1

4ib

00

05

Изобретение относится к атчаратам с зернистой загрузкой, иснользуемым для очистки Сточных вод путем фильтрования и адсорбции.

Целью изобретения является повышение надежности аппаратов в работе и равно- мерности распределения жидкости по объему зернистой загрузки.

На фиг. 1 представлен дренажно-рас- пределительный элемент, продольный разрез; на фиг. 2-12 - варианты выполнения И расположения колец элемента. Дренажно-раснределительный элемент Состоит из колец 1, расположенных с зазо- ром или щелями 2 между соседними кольцами, жестко соединенных между собой посредством точечной сварки 3. Кольца по высоте равны толщине разделительной доски 4 и образуют в этом случае плоский элемент, расположенный заподлицо с верхней и нижней поверхностями разделительной доски 4 (фиг. 1,4).

I Периферийное кольцо выполнено с флан- ,е.ад 5, предназначенным для соединения ренажно-распределительного элемента с азделительной доской и при помощи бол- jroBoro соединения 6. Для уменьшения .ме- галлоемкости фильтрующего элемента в разделительной доске выполнена горизонтальная расточка под фланец, что уменьщает его высоту. Это позволяет выполнить вы- роту колец равной толщине доски. Между доской 4 и фланцем 5 размещено прокладочное кольцо 7 из фторопласта или полиэтилена. В центре внутреннего кольца концентрично размещен с зазором 2 вклады щ 8.

Кольца 1 и вкладыш 8 М01-ут быть выполнены цилиндрическими (фиг. 1). В этом случае смежные их поверхности образуют ;цилиндрические зазоры или щели 2, направ- |ленные вертикально. Кольца и вкладыш так- же могут быть выполнены коническими с об- разованием сходящихся и расходящихся веерообразных конических щелей (фиг. 2 и 3), а также одновременно иметь цилиндрические и конические поверхности с образованием цилиндрических и конических щелей (фиг. 4). Это расширяет возможности управления потоком рассола или промывочной жидкости, что позволяет целенаправленно и более интенсивно осуществлять процесс промывки зернистой загрузки, а следовательно, интенсифицировать про.цесс регенерации.

Четные кольца 1 могут быть смещены по вертикали относительно нечетных (фиг. 5). при этом высота всех колец остается одинаковой, равной h. Это позволяет осуществить четкую фиксацию нечетных колец с помощью технологического поддона с высту- пами, равными выемкам, образующимися между кольцами, и улучшить условия фиксации колец между собой с помощью свар

-

o 0

5

0

5

0

5

0

ки, что снижает трудоемкость процесса изготовления фильтрующего элемента, а также повыщает его качество.

Каждое последующее кольцо 1, начиная с наружного, смещено по вертикали относительно пред.ыдущего (фиг. 8). Такое расположение колец обеспечивает четкую фиксацию каждого кольца относительно друг друга на ступенчатом технологическом поддоне, с соблюдением точно заданного зазора S, что упрощает процесс изготовления, его трудоемкость и повышает качество фильтрующего элемента в -целом. Образующиеся уступы между кольцами улучшают условия фиксации колец уежду собой с помощью точечной сварки 3.

Кольца .могут быть смещены ввер.х (фиг. 5 и 6) или вниз, а также часть колец смещена вверх, а другая -- вниз (фиг. 7). Это также обеспечивает фиксацию некоторых колец на технологическом ступенчатом поддоне и улучщает условия сочленения колец между собой сваркой. При этом общая высота фильтрующего элемента увеличивается незначительно.

Четные ко.аьца могут бьггь выполнены по высоте больше нечетных или, наоборот, нечетные кольца выполнены по высоте больще четных (фиг. 8). Этот вариант также обеспечивает фиксацию на технологическом поддоне четных колец и улучшает условия сочленения колец между собой с помощью точечной сварки.

Каждоо последуюш ее кольцо 1, начиная с наружного, выполнено уменьшающимся по высоте к центру (фиг. 9) или каждое последующее кольцо 1, начиная с вкладыща 8, выполнено уменьшающимся по высоте к периферии (фиг. 10). Такое выполнение колец и их расположение позволяет фиксировать каждое кольцо одно относительно другого на ступенчатом технологическом поддоне с точной выдержкой зазора S, что упрои ает процесс изготовления фильтрующего эле.мен- та и трудоемкость последнего. Дополнительно при этом достигается снижение металлоемкости фильтрующего элемента при соблюдении минимальной его высоты h, не выходящей за пределы толщины разделительной доски, и улучшение условий соединения колец между собой точечной сваркой за счет образования прямоугольных выступов или выемок между смежными кольцами.

Кольца t смеплены одно относительно другого на величину К, равную 0,5-1,0 толщины b стенки кольца (фиг. 5-7), т.е. (0,5--,0)Ь. Разница больших и меньших колец по высоте составляет 1-2 толщины b стенки кольца (фиг. 8). т.е. h|--Ь + ЗК или (0,5--i,0)2b.

Указанные преде.чь; обеспечивают выполнение выступов или ападкп между кольца- Mii, достаточных по размера, для надежной фиксацри- колец от1-1осителы-ю друг друга на

ступенчатом технологическом поддоне или между собой с помощью точечной сварки. Уменьшение величины К ухудшает фиксацию колец относительно друг друга на технологическом поддоне и между собой с помощью точечной сварки. Это объясняется тем, что уменьшение высоты выступов или выемок колец с учетом необходимых общепринятых фасок на торцах колец и технологического поддона практически исключает образование фиксирующих цилиндрических поверхностей на кольцах и ступенчатом технологическом поддоне, а также прямоугольных выступов или выемок под сварку между кольцами.

лоемкости фильтрующего элемента при высоких прочностных свойствах материала (например, титана) размеры колец следует выбирать в диапазоне наименьших указанных величин. Фланец изготовляется из лис- тового материала толщиной 3-5 мм для обеспечения необходимой жесткости и исключения осевой деформации (прогиба). Размер S щели выбирается из условия обеспечения заданной производительности адсор- 10 бера или фильтра по очищаемой жидкости и фракционного состава зернистой загрузки (сорбента). В качестве зер.нистой загрузки могут быть использованы активированные угли или ионообменные смолы различноУвеличение размера h выше указанного , го фракционного состава, причем поглотиникаких преимуществ не обеспечивает, но повышает при этом металлоемкость фильтрующего элемента.

Наружная и внутренняя поверхности конических колец (фиг. 2-4 и 6) образованы поверхностями двух конусов, образующие 9 и 10 которых в одном случае параллельны друг другу (фиг. 11), а в другом пересекаются (фиг. 12), причем оси конусов в обоих случаях совмещены с осью корпуса. В первом случае вершины 11 и 12 конусов совпадают, а углы а наклона образующих равны между собой. При этом верщины всех конусов, образующие конические поверхности колец, расположены на общей оси и лежат друг над другом. Во втором случае вершины конусов пересекаются в общей точке 13, а углы р и PI наклона образующих не равны между собой. При этом верщины всех конусов, образующих конические поверхности колец, пересекаются всегда в точке 13, лежащей на оси корпуса.

тельная способность сорбента увеличивается с уменьшением размера зерна. В этих условиях размер щели должен быть несколько меньше минимального размера зерна загрузки и составлять 0,1-0,2 мм. Умень- 20 шение щели ниже 0,1-0,2 мм нецелесообразно, так как резко увеличивает сопротивление фильтрующего элемента, снижает его пропускную способность и вызывает забивание щелей и остановку адсорбера на продувку и очистку дренажно-распределитель- ных элементов. Поэтому необходима тщательная первичная промывка зернистой загрузки от пылевидной фракции размером менее 0,1-0,2 мм. Кроме того, наличие пыли в зернистой загрузке снижает качество очищаемой жидкости по взвещенным веществам (мутности).

Для избирательного поглощения определенных примесей допускается использование зернистой загрузки с фракцией 0, мм, а в отдельных случаях 2-3 мм. При этом

25

30

Указанная установка колец позволяет осу- 5 размер щели определяется также размеществить подачу рассола или промывающей жидкости пересекающимися или расходящимися потоками и интенсифицировать технологический процесс или процесс регенерации.

Периферийное кольцо может быть выполнено в виде фланца (фиг. 10), что снижает трудоемкость его изготовления, а также металлоемкость фильтрующего элемента. Кольца 1, фланец 5, вкладыщ 8 и болтовое соединение выполнены из термо- и коррозион- ностойкого металла, например титана, что позволяет осуществить проведение технологического процесса в любых агрессивных средах при сравнительно больших перепадах температур.

Толщина b стенки колец выбирается в пределах 2-6 мм, высота h колец, равная высоте разделительной доски 4, в пределах 10-20 мм, количество колец - 4-20.

Величина S щелевого зазора равна 0,1 - 3 мм. Размеры колец определяются прочностными свойствами и жесткостью, которые исключают деформацию, коробление, смятие и нарушение их целостности и формы. Однако для уменьшения габаритов и метал45

ром минимальной фракции сорбента и необходимой пропускной способностью и составляет 0,2-3 мм, но с таким условием, чтобы щели пропускали жидкость и задерживали при этом зерна сорбентов наи- 40 меньшей фракции.

На границах колец не должно быть заусенцев, вмятин, задиров, трещин и неровностей, которые искажают размер и форму щелей. Для уменьшения сопротивления и забивания щелей поверхности колец и фланец 5 должны иметь высокую чистоту обработки.

Изготовление фильтрующего элемента осуществляется путем установки и сборки его деталей с последующей фиксацией их в Q единое целое точечной сваркой. Размер S щелей 2 выдерживается при изготовлении фильтрующего элемента установкой в зазор прокладок из металлической фольги.

Фильтрующие элементы предложенной конструкции устанавливаются в необходимом количестве на разделительной доске адсорбера или фильтра через фторопластовые прокладочные кольца 7, обеспечившие необходимые плотность и жесткость соеди55

лоемкости фильтрующего элемента при высоких прочностных свойствах материала (например, титана) размеры колец следует выбирать в диапазоне наименьших указанных величин. Фланец изготовляется из лис- тового материала толщиной 3-5 мм для обеспечения необходимой жесткости и исключения осевой деформации (прогиба). Размер S щели выбирается из условия обеспечения заданной производительности адсор- 0 бера или фильтра по очищаемой жидкости и фракционного состава зернистой загрузки (сорбента). В качестве зер.нистой загрузки могут быть использованы активированные угли или ионообменные смолы различно го фракционного состава, причем поглоти го фракционного состава, причем поглотительная способность сорбента увеличивается с уменьшением размера зерна. В этих условиях размер щели должен быть несколько меньше минимального размера зерна загрузки и составлять 0,1-0,2 мм. Умень- 0 шение щели ниже 0,1-0,2 мм нецелесообразно, так как резко увеличивает сопротивление фильтрующего элемента, снижает его пропускную способность и вызывает забивание щелей и остановку адсорбера на продувку и очистку дренажно-распределитель- ных элементов. Поэтому необходима тщательная первичная промывка зернистой загрузки от пылевидной фракции размером менее 0,1-0,2 мм. Кроме того, наличие пыли в зернистой загрузке снижает качество очищаемой жидкости по взвещенным веществам (мутности).

Для избирательного поглощения определенных примесей допускается использование зернистой загрузки с фракцией 0, мм, а в отдельных случаях 2-3 мм. При этом

5

0

размер щели определяется также разме

ром минимальной фракции сорбента и необходимой пропускной способностью и составляет 0,2-3 мм, но с таким условием, чтобы щели пропускали жидкость и задерживали при этом зерна сорбентов наи- меньшей фракции.

На границах колец не должно быть заусенцев, вмятин, задиров, трещин и неровностей, которые искажают размер и форму щелей. Для уменьшения сопротивления и забивания щелей поверхности колец и фланец 5 должны иметь высокую чистоту обработки.

Изготовление фильтрующего элемента осуществляется путем установки и сборки его деталей с последующей фиксацией их в единое целое точечной сваркой. Размер S щелей 2 выдерживается при изготовлении фильтрующего элемента установкой в зазор прокладок из металлической фольги.

Фильтрующие элементы предложенной конструкции устанавливаются в необходимом количестве на разделительной доске адсорбера или фильтра через фторопластовые прокладочные кольца 7, обеспечившие необходимые плотность и жесткость соеди

нения, после чего закрепляются в таком положении болтовыми соединениями.

Устройство работает следующим образом. Например, в адсорбер на разделительную доску 4 с дренажно-распределитель- НЫМИ элементами загружена зернистая за- 1рузка необходимой фракции, отмыта от ме- 4очи и пыли, размером менее величины S ф,ели. Слой загружаемой загрузки составляет 0,7-0,8 полезного объема адсорбера не показано). Фильтруемая жидкость (рас- СОЛ хлорорганических производств, сточные Еоды и органические жидкости, загрязненные римесями, и т.д.), поступая в адсорбер, роходит зернистую загрузку и через зазоры Или щели 2 направляется на выход из ко- онны в последующие адсорберы, на исполь- фвание или на нейтрализацию согласно то- гр или иного регламента.

При регенерации (промывке) фильтрую

иих элементов технически чистую воду по- /ают снизу к разделительной доске и фильт- fyющими элементам под необходимым дви- хением, оттуда она через щели 2 равно- epнo распределяется по объему зернистой загрузки и взрыхляет последнюю. При этом з|абитые щели 2 или участки при прохожде- йии. жидкости промываются от уплотненных г|ылевидных частиц. Промывочная вода поступает в отстойники.

;Формула изобретения

: 1. Дренажно-распределительный элемент Для аппарата с зернистой загрузкой, содер- |(ащий набор колец, установленных с зазо- pioM между соседними кольцами, отличаю- тем, что, с целью повыщения надежности в работе и равномерности распределения жидкости, кольца установлены кон- центрично, выполнены с диаметрами, моно

0

0

5

тонно увеличивающимися от центра к периферии, и жестко соединены одно с другим, при этом в центре размещен вкладыщ, а периферийное кольцо имеет фланец.

2.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что кольца и вкладыщ выполнены цилиндрическими.

3.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что кольца и вкладыщ выполнены коническими.

4.Элемент по п. 1, отличающийся тем, что часть колец- выполнена с цилиндрической наружной поверхностью и конической внутренней поверхностью.

5.Элемент по пп. 1-3, отличающийся тем, что четные кольца смещены по вертикали относительно нечетных.

6.Элемент по пп. 1-3, отличающийся тем, что каждое последующее кольцо, начиная с периферийного, расположено выще предыдущего.

7.Элемент по пп. 1-3, отличающийся тем что кольца через одно установлены выще соседнего.

8.Элемент по пп. 1-3, отличающийся тем, что высота колец через одно выполнена больщей соседнего.

9.Элемент по пп. 1-3, отличающийся тем что высота колец и вкладыща выполнена монотонно уменьщающейся от периферии к центру.

10.Элемент по пп. 1-3, отличающийся тем, что высота колец и вкладыща выполнена монотонно увеличивающейся от периферии к центру.

И. Элемент по пп. 1, 2, 3, 5 и 6, отличающийся тем, что кольца смещены одно относительно другого на высоту, составляющую 0,5-1,0 толщины стенки кольца.

12. Элемент по п. 1, отличающийся тем, что кольца соединены одно с другим точечной сваркой.

Изобретение относится к дренажно- распределительным элементам для аппаратов с зернистой загрузкой и позволяет повысить надежность в работе и равномерность распределения жидкости. Дре- нажно-распределительный элемент состоит из концентрично расположенных колец 1, жестко соединеннь х между собой точечной сваркой с образованием щелей. При этом периферийное кольцо выполнено с фланцем 5, а в центральном установлен вкладыш. 11 з.п. ф-лы, 12 ил.

Фиг.2

Фиг.

Фаг. 5

1

9иг.8

Фиг.1

-.

;

8

. , ,

I

9iiz.S