Устройство для очистки сточных и природных вод от механических примесей Советский патент 1990 года по МПК B04C3/06 

Изобретение относите к технике очистки жидкости, в частности к устройствам для выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил, и предназначено для использования в системах очистки сточных и природных вод от механических примесей (шлак, песок, почва, органические вещества и т.д.).

Цель изобретения - повышение эффективности и интенсификация процесса выделения твердого вещества из потока жидкости а поле центробежных сил..

На фиг.1 изображено устройство для очистки сточных и природных вод, общий вид в разрезе; на фиг.2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг.З - вид Б на фиг. 1.

Устройство для очистки сточных и природных вод от механических Примесей включает корпус 1, имеющий узел ввода в виде патрубка 2 и узел вывода выполненный в виде коаксиально расположенных центрального канала 3 и наружного канала 4 с патрубком 5 отвода тяжелых взвесей.

N

сл

со

Корпус 1 выполнен в виде гидродинамической горизонтально установленной трубы, к одному закрытому торцу 6 которой прикреплен патрубок 2 ввода, а к другому открытому концу прикреплен узел вывода Своим наружным каналом 4, диаметр которого равен диаметру гидродинамической трубы, т.е. корпусу 1.

Патрубок 2 ввода соединен с напорным трубопроводом (не показан) и прикреплен к торцу 6 гидродинамической трубы под углом а и под УГЛОМ /3 125-140° к ее оси. Угол наклона «между осью патрубка 2 ввода и плоскостью торца б гидродинамической трубы, т.е. корпуса 1, равен 40-55° (фиг.З). Диаметр патрубка 2 ввода равен 0,5-0,7 диаметра гидродинамической трубы. Патрубок 2 ввода прикреплен к торцу 6 так, что его верхняя образующая совмещена .с верхней образующей гидродинамической трубы (фиг. 1).

Центральный канал 3 размещен коакси- ально в наружном канале 4 и установлен с уплотнением и возможностью перемещения вдоль оси в закрытом торце 7 наружного канала 4, а входной конец центрального канала 3 установлен с возможностью перемещения в свободно установленной внутри наружного канала 4 опоре 8. Расстояние L от торца центрального канала 3 до торца 6 гидродинамической трубь с диаметром 2 ввода устанавливается по формуле

L

полученной путём ряда математических преобразований

1

)(D)CVoD asln/S QpD asin/ 4л:б2(1о)2

D - a sin yS

где L - расстояние от торца центрального канала узла в.ывода до торца гидродинамической трубы с патрубком ввода, мм;

Q - расход очищаемого потока, м /ч;

/ -плотность потока,

I - момент инерции;

/3 - угол между осевыми линиями узла ввода и гидродинамической трубы, град;

D -диаметр гидродинамической трубы, мм;

d -диаметр входного патрубка, мм;

а - расстояние между центрами вертикальных сечений: гидродинамической трубы и осевой проекции входного патрубка, мм (фиг.2).

К центральному каналу 3 присоединен трубопровод 9 осветленной жидкости. Диаметр наружного канала 4 равен диаметру гидродинамической трубы, т.е. корпусу 1.

Устройство работает следующим .образом.

Подлежащие очистке сточные или природные воды напорным трубопроводом под напором, создаваемым известными способами, подаются через патрубок 2 в рабочую о полость корпуса 1, т.е. в рабочую полость

гидродинамической трубы, где сразу же в момент поступления за счет напора и крепления под углом патрубка 2 к торцу 6 посту- пающая вода приобретает сложное вращательно-поступательное движение с

выделением твердой фракции к стенкам и за счет течения от торца 6 к торцу 7 твердые фракции отгоняются к патрубку 5 и выводятся из корпуса 1.

Сложное вращательно-поступательное

движение потока имеет траекторию вытянутой спирали с обязательным условием создания не менее двух полных витков спирали по ходу движения потока в гидродинамической трубе. Последнее условие необходимо для эффективного разделения твердой и жидкой фракций потока.

После разделения фракций твердая фракция отгоняется к патрубку 5 и поступает в специальные отходосборники (не показаны), а жидкая фракция (очищенный водный поток) поступает в центральный канал 3 и далее трубопроводом 9 направляется потребителю либо сбрасывается в водный объект. В ряде случаев твердая

фракция, поступившая в отходосборник, может использоваться. Например, при высокой концентрации орг1анических веществ твердая фракция может быть применена о качестве сельскохозяйственныхудобрений.

В таблице приведены результаты расчетов, произведенных на основе опыта, про веденного при оптимальных параметрах, но малом расходе очищаемого водного пртока. Опыт проводят при таких параметрах;

/3 130°; « 45-50°; d 0,6D; d 0,55D, г1ри этом содержание механических приме- . сей 2500 мг/л. На выходе из патрубка 9 определена степень очистки от механических примесей, составившая 2-3 мг/л механических примесей.

Исходя из выявленных закономерностей выполнены расчеты для каждого из предлагаемых параметров.

Из приведённых данных видно, что оптимальными являются следующие параметры устройства; уголуЗ- 130°; угол а 45-50°, диаметр входного патрубка d 0,6D; диаметр центрального узла вывода d 0,55D. При указанных значениях параметров режим работы устройства можно считать наилучшим, так как выполняются основные требования к устройству: высокая степень очистки водного потока, высокая производительность работы установки (выше чем в подобных устройствах такого типа), надежность и стабильность работы устройства при сравнительно небольших эксплуатационных и капитальных затратах.

При сбросе очищенного потока в вод- HIU1 объект природе не наносится экологический ущерб.

Формула изобретения 1. Устройство для очистки сточных и природных вод от механических примесей, включiJЮщee корпус в виде гидродинамической трубы, соединенный с напорным трубопроводом, узел ввода и узел вывода, последний выполнен в виде коаксиально расположенных центрального и наружного каналов, установлен соосно гидродинамической трубе и имеет диаметр наружного канала, равный диаметру гидродинамической трубы, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности и интен- сификации процесса выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил, узел ввода выполнен в виде

патрубка, прикрепленного под углом к плоскости торца гидродинамической трубы и под углом 125-140° к оси гидродинамической трубы, патрубок ввода имеет диаметр, равный 0,5-0,7 диаметра гидродинамической трубы, а центральный канал узла вывода имеет диаметр, равный 0,5-0,6 диаметра гидродинамической трубы, при зтомрассто- яние от торца центрального канала узла вывода до торца гидродинамической трубы с патрубком ввода (L, мм) устанавливается по формуле

L

Лб

а sln где d - диаметр входного патрубка, мм;

а - расстояние между центрами вертикальных сечений: гидродинамической трубы и осевой проекции входного патрубка, мм;

р - угол между осевыми линиями уэл а ввода и гидродинамической трубы, град.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что патрубок ввода с плоскостью торца гидродинамической трубы составляет угол 40-55°.

3.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что верхняя образующая патрубка ввода совмещена с верхней образующей гидродинамической трубы.

Продолжение таблицы

Изобретение относится к технике очистки жидкости, в частности к устройствам для выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил, и предназначено для использования в системах очистки сточных и природных вод от механических примесей. Цель изобретения - повышение эффективности и интенсификации процесса выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил. Для этого узел ввода выполнен в виде патрубка, прикрепленного к торцу гидродинамической трубы под углом 125-140° к ее оси, а также под углом относительно плоскости торца. Патрубок ввода имеет диаметр, равный 0,5-0,7 диаметра гидродинамической трубы, а центральный канал узла вывода имеет диаметр, равный 0,5-0,6 диаметра гидродинамической трубы. Интенсификация процесса центробежного разделения твердой и жидкой фаз достигается путем создания стабильного сложного вращательно-поступательного движения потока, что исключает торможение потока в месте соединения потоков, создаваемых каналом ввода. При этом устраняется возможность выпадания тяжелых взвесей в одном из каналов узла ввода и отложения этих взвесей с сокращением проходного сечения и необходимостью механического или химического удаления этих отложений из узла ввода. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

j Содержание взвешенныхвеществ в исходной во- ре 2500мг/л

Статеньочист- ки(осгатшное содержание веществ в идэннойводе),

чивания потока

На степень очистки не лияет, производительность max На степень очистки не влияет, производительностьдостаточная. То же

На степень очистки не влияет, но падает производительностьСтепень очистки снизится за счет попаданиявзвесей в очищенный - поток На степень очистки не влияет, 1-2 мг/л То же

X

Продолжение таблицы

агЛ

Л-А

fus.Z

i55

u.z.3