Устройство для двухступенчатой сепарации жидкостей различной плотности с автоматическим выпуском Советский патент 1991 года по МПК B01D17/02 

32

: 1

торым расположен сепаратор 1 с подводящим трубопроводом 30 и отводящим трубопроводом 33, насос 34, датчики 52, 53, соединенные с электромагнитной арматурой (вентилем 51), размещенной на отводящем трубопроводе 50 сепаратора 1 под наклонным днищем 13 сосуда 12, Устройство имеет напорный трубопровод 37 с запорной арматурой, байпасный трубопровод 46 и резервуар 44 с выходным трубопроводом 45, присоединенные к насосу 34, установленному на отводящем трубопроводе 33 сепаратора 1. К нижней части сосуда 12 присоединен тангенциальный подводящий трубопровод 40, а его выпускной трубопровод 41 тангенциально присоединен к верхней его части над

фильтрующим элементом, выполненным в виде коаксиально установленного в сосуде 12 перфорированного цилиндра 14 с конусной крышкой 18. Сепаратор 1 выполнен в виде цилиндра с установленной в нем конической вставкой 2, конусными крышкой 10 и днищем 3, а подводящий 30 и отводящий 33 трубопроводы сепаратора установлены тангенциально. Устройство оснащено возвратным трубопроводом 48, посредством которого тангенциально установленный подводящий трубопровод 30 сепаратора 1 соединен с трубопроводом отвода масла (разделительным патрубком) 19, размещенным в верхней части цилиндрического сосуда. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидкостей различной плотности с автоматическим выпуском и позволяет повысить эффективность сепарации. Устройство для двухступенчатой сепарации жидкостей содержит цилиндрический сосуд 12 с размещенным в нем фильтрующим элементом, имеющий наклонное днище 13, под ко

Изобретение касается оборудования для разделения жидкостей различной плотности с автоматическим выпуском.

Для отделения жидкостей различной плотности, например диспергированных частиц масла из сточных вод, используется главным образом эффект гравитационных сил или центробежных сил в различных типах гравитационных сепараторов. Для увеличения эффекта скапливания малых частиц масла в более крупные целые используются различные конструкции пластинчатых вставок и коалесцентных фильтров (патент ЧССР № 189174, кл. В 01 D 17/02, 1978).

Их недостаток заключается в сложности конструкции и повышенных требованиях к обслуживанию и техническому уходу,

Чаще всего используются различные конструкции открытых сосудов, из которых отводится отделенная вода и масло через гребни слива. (Патент Великобритании № 2037602, кл. В 01 D 17/02, 1980).

Их недостатком является требование точной установки гребней слива. Сточная вода часто перекачивается из водосборников в сепараторы при помощи центробежных насосов. Устанавливать сепаратор на напорном трубопроводе центробежного насоса невыгодно, так как отделяемая жидкость рассеивается на очень мелкие частицы, что затрудняет их отделение (патент Великобритании № 1505840, кл. В 01 D 17/02, 1978).

Более выгодно устанавливать сепаратор перед вводом в насос. Однако при таком оформлении необходимо разработать надежное устройство для откачки отделенного масла (патент Швейцарии № 614385, кл. В 01 D 17/02, 1979).

Недостатки указанных видов оборудования в значительной мере устраняет оборудование для турбулентного (вихречого) отделения жидкостей различной плотности

с автоматическим выпуском в соответствии с изобретением.

Цель изобретения - повышение эффективности сепарации.

На чертеже представлено устройство,

общий вид.

Цилиндрический сосуд 12 сепаратора 1 в нижней части перекрыт коническим днищем 3, под которым соосно размещена камера 4 и цилиндрическая стойка 6. Снизу

цилиндрической стойки 6 присоединен фланец основания 7, при помощи которого стойка 6 установлена на фундаменте 57. Камера 4 в нижней части перекрыта коническим днищем 5, к которому соосно присоединен выпускной

трубопровод 8 с выпускным затвором 9. К цилиндрической части камеры 4 тангенциально присоединен подводящий трубопровод 30, который имеет на водной части всасывающую сетку 31 и обратный затвор 32,

В цилиндрическом сосуде сепаратора 1 соосно установлена коническая вставка 2.

Верхняя часть сепаратора 1 перекрыта конусной крышкой 10, над которой при помощи фланцевого соединения 11 установлен цилиндрический сосуд 12 фильтра 29.

Нижняя часть сосуда 12 фильтра 29 перекрыта наклонным днищем 13. Верхняя часть сосуда 12 фильтра 29 перекрыта верхним фланцевым соединением 15, в котором

соосно установлен цилиндр 16 фильтра 29, перекрытый в верхней части конусной крышкой 18, соединенной с фланцем 17. На конусной крышке 18 соосно установлен разделительный патрубок (трубопровод

отвода масла) 19 с воздушным вентилем 20). К разделительному патрубку 19 присоединены регулирующий вентиль 49 и возвратный трубопровод 48, выходящий в подводящий трубопровод 30, присоединенный тангенци- 5 ально к камере 4 под конусным днищем 3 цилиндрического сосуда сепаратора 1. В пространстве над конической вставкой 2 к цилиндрическому сосуду сепаратора 1 тангенциально присоединен отводящий трубоп- 10 роводЗЗ, который присоединен к насосу 34. К насосу 34 присоединены напорный трубопровод 37, соединительное ответвление 38, соединительный затвор 39 и подводящий трубопровод 40, который тангенциаль- 15 но присоединен к нижней части сосуда 12 фильтра 29. К, верхнему цилиндру 16 фильтра 29 тангенциально присоединен выпускной трубопровод 41, который присоединен через выпускной затвор 42 и выпускное от- 20 ветвление 43 к резервуару 44 с выходным трубопроводом 45. К сосуду 12 фильтра 29 под наклонным днищем 13 присоединен отводящий трубопровод 50, законченный электромагнитным вентилем 51, который приводом 25 54 соединен с верхним датчиком 52 уровня воды И соединительным проводом 55 с нижним датчиком 53 масляного слоя. Электромагнитный вентиль 51 при помощи соединительной проводки 56 соединен с 30 электрическим двигателем 35 насоса 34. Электрический двигатель 35 с насосом 34 установлены на консоли 36, которая присоединена к цилиндрическому сосуду сепаратора 1. Под верхним цилиндром 16 фильтра 35 29 соосно установлен перфорированный цилиндр 14 фильтра 29, который имеет в нижней части перфорированное днище 21. Над перфорированным днищем 21 соосно установлены упрочнение 22 нижней перфо- 40 рированной вставки, винтовой стержень 27, нижняя перфорированная вставка 23 и наполнение фильтра, которое прижато сверху верхней перфорированной вставкой 24, над которой соосно установлена круглая встав- 45 ка 25 с упрочнением 26 верхней перфорированной вставки, а также барашковая гайка 28 на винтовом стержне 27. Напорный трубопровод 37 от насоса 34 через соединительное ответвление 38 и байпасный затвор 50 47 соединен при помощи байпасного трубопровода 46 и выпускного ответвления 43 с резервуаром 44 и выходным трубопроводом 45. В устройство вводится сточная вода с частицами масла через всасывающую сет- 55 ку31 и обратный затвор32, через подводящий трубопровод в тангенциальном направлении в камеру 4 под конусное днище 3 цилиндрического сосуда сепаратора 1. В результате воздействия центробежных сил из воды отделяются более тяжелые нечистоты, осаждаются на коническом днище 5 камеры, из которой они могут спускаться через выпускной трубопровод 8 после открытия выпускного затвора 9. Вода с рассеянными частицами масла после отделения более тяжелых нечистот протекает вращающимся потоком через круглое отверстие в коническом днище 3 в пространство цилиндрического сосуда сепаратора 1. В этом пространстве частицы воды и масла постепенно попадают на большие диаметры спирального движения, в результате чего снижаются их скорости. Происходит постепенный переход из турбулентного режима течения в ламинарный. Под конической вставкой 2 малые частицы масла скапливаются в более крупные.

В пространстве сепаратора 1 образуется ламинарное вращательное движение, которое позволяет эффективно отдеаять также малые рассеянные в воде частицы масла. Отделенная вода, имеющая удельную массу, протекает под действием центробежных сил в направлении к стенке цилиндрического сосуда сепаратора 1, а отделенное масло собирается в пространстве вокруг его вертикальной оси. В верхней части цилиндрического сосуда сепаратора 1 под наклонным днищем 13 сосуда 12 фильтра 29 постепенно образуется непрерывный слой отделенного масла, которое автоматически выпускается через выпускной патрубок (отводящий трубопровод) 50 после открытия электромагнитного вентиля 51. Отделенная вода, из которой удалена преимущественная часть масляных веществ, отводится из пространства над конической вставкой 2 отводя- щ 1м трубопроводом 33, который тангенциально присоединен к верхней части цилиндрического сосуда сепаратора 1. Из отводящего трубопровода 33 вода с остатками неотделенного масла перекачивается при помощи насоса 34 через напорный трубопровод 37, соединительное отделение 38 и соединительный затвор 39 в подводящий трубопровод 40, который тангенциально присоединен к нижней части сосуда 12 фильтра 29. В сосуде 12 фильтра 29 протекает вода с остатками неотделенного масла спиральным движением через перфорированное днище 21 и перфорированный цилиндр 14 фильтра 29. Наполнитель фильтра, сжатый в перфорированном цилиндре 14, в пространстве между нижней перфорированной вставкой 23 и верхней перфорированной вставкой 24 работает в качестве коалесцентного фильтра, на котором задерживаются малые частицы неотделенного до этого времени масла. Эти частицы в наполнителе фильтра скапливаются в более крупные частицы, которые в

результате воздействия центробежных сил сосредотачиваются вблизи оси перфорированного цилиндра 14 и протекают вместе с водой вверх в пространство под конусную крышку 18 верхнего цилиндра 16. Очищенная вода, из которой удалены остатки масляных частиц, отводится из верхнего цилиндра 16 через тангенциально соединенный выпускной трубопровод 41 и выпускное ответвление 43 в резервуар 44, из которого она далее отводится через выпускной трубопровод 45. Отделенное масло вместе с меньшей частью обьема отделенной воды отводится из пространства под конической крышкой 18 через разделительный патрубок 19, регулирующий вентиль 49 и возвратный трубопровод 48 в подводящий трубопровод 30, который присоединен тангенциально к камере 4 под коническим днищем 3 сепаратора 1. После окончания перекачки сточной воды на электрический двигатель 35 насоса 34 подается электрический сигнал по соединительному проводу 56 на электромагнитный вентиль 51, который открывается при условии, что верхний датчик 52 уровня жидкости погружен в слой отделенного масла, о чего сигнализирует электрический сигнал, подаваемый по проводу 54 верхнего датчика. После открытия электромагнитного вентиля 51 выпускается слой отделенного масла из верхней части сепаратора 1 через отводящий трубопровод 50 под действием избыточного давления отделенной воды, которая начинает протекать обратно из резервуара 44 через выпускное ответвление 43, выпускной затвор 42 и выпускной трубопровод 41 в верхний цилиндр 16 фильтра 29. Из этого пространства вода протекает обратно в цилиндрический сосуд сепаратора 1 одновре- менно по двум контурам. Через первыи контур вода протекает из верхнего цилиндра 16 через разделительный патрубок 19 и регулирующий вентиль 49, возвратныйтрубопровод 48 и подводящий трубопровод 30 в камеру 4 и оттуда через отверстие в коническом днище 3 - в цилиндрический сосуд сепаратора 1. При этом обратном движении вода не может вытекать из подводящего трубопровода 30 через всасывающую сетку 31, так как под воздействием избыточного давления воды закрывается обратный затвор 32. Через второй контур вода протекает из верхнего цилиндра 16 обратно через наполнитель фильтра в нижнюю часть сосуда 12 фильтра 29, из которого возвращается через впускной трубопровод 40, соединительный затвор 39, соединительное ответвление 38 и напорный трубопровод 37 через насос 34 и через отводящий трубопровод 33 обратно в цилиндрический сосуд сепаратора 1. Когда уровень воды под слоем

отделенного масла поднимется в цилиндрическом сосуде сепаратора 1 до уровня верхнего датчика 52 уровня воды, электрический сигнал верхнего датчика 52 попадает по

проводу 54 в электромагнитный вентиль 51, который перекрывает спуск отделенного масла через отводящий трубопровод 50. После закрытия электромагнитного вентиля 51 может в случае необходимости опять начать

перекачку сточной воды при помощи насоса 34 с электрическим двигателем 35. В исключительных случаях если при перекачке в сточной воде содержится чрезмерно большая концентрация масла и если в результате

этого в цилиндрическом сосуде сепаратора 1 скапливается слой отделенного масла, доходящий до уровня нижнего датчика 53 масляного слоя, электрический сигнал нижнего датчика 53 подается через провод 55, в результате чего электромагнитный вентиль 51 открывается и одновременно отключаются электрический двигатель 35 и насос 34 под воздействием электрического сигнала, который подается по соединительному проводу

прерывистый рабочий цикл автоматически повторяется.

При смене наполнителя фильтра и чистке цилиндрического сосуда 12 фильтра 29 для отделения масла может использоваться

также собственно цилиндрический сосуд сепаратора 1 путем взаимного соединения напорного трубопровода 37 с выходным трубопроводом 45 через резервуар 44, выпускное ответвление 43, байпасный трубопровод 46 и соединительное ответвление 38 после открытия байпасного затвора 47 и перекрытия соединительного затвора 39 и выпускного затвора 42.

Оборудование по изобретению может

использоваться также без насоса 34, если, например, вода с частицами масла протекает через подводящий трубопровод 30 в камеру 4 под действием собственной массы с таким напором,чтобы отделенная вода могла свободно вытекать через выходной трубопровод 45.

Формула изобретения 1. Устройство для двухступенчатой се- парации жидкостей различной плотности с автоматическим выпуском, содержащее цилиндрический сосуд с размещенным в нем фильтрующим элементом, имеющий наклонное днище, подкоторымустановлен сепаратор с подводящим и отводящим трубопроводами,

насос, датчик границы раздела фаз, соединенный с электромагнитной арматурой, раз- мещенной на отводящем трубопроводе сепаратора под наклонным днищем сосуда, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности сепарации, он снабжен напорным трубопроводом с запорной арматурой, байпасным трубопроводом и резервуаром с выпускным трубопроводом, присоединенными к насосу, установленному на отводящем трубопроводе сепаратора, и тангенциальным впускным трубопроводом, присоединенным к нижней части сосуда, а его отводящий трубопровод тангенциально присоединен к верхней его части над филь0

трующим элементом, выполненным в виде- коаксиально установленного в сосуде перфорированного цилиндра с конусной крышкой, а сепаратор выполнен в виде цилиндра с установленной в нем конической вставкой, конусными крышкой и днищем, а подводящий и отводящий трубопроводы сепаратора установлены тангенциально.

2. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что оно снабжено возвратным тру: бопроводом, посредством которого тангенци- альноустановленный подводящий трубопровод сепаратора соединен с трубопроводом отвода масла, размещенным в верхней части цилиндрического сосуда,