Осветлитель жидкости Советский патент 1992 года по МПК B01D21/02 B01D21/24 C02F1/52 

В аппарате на выпускной трубе установлен струйный насос, к всасывающей камере которого подсоединены шламоотводящие патрубки гидроциклонов, расположенных на выходных патрубках осветлителя, и выпускные патрубки дозатора реагентов, выпускные цилиндроконические насадки четных седиментационных конусов и внутренние нечетные седиментационные конусы в в ерэхней части имеют на своей внешней поверхности неподвижные направляющие лопасти, расположенные с наклоном относительно вертикальной оси, а к выходному срезу диффузора струйного насоса крепится направляющий аппарат, состоящий из трубы с отверстиями, на которых смонтированы криволинейные сопловые насадки, выходное колено которых расположено коаксиально цилиндрической поверхности трубы. Кроме того, выходное колено соплового насадка ориентировано под углом к вертикальной оси осветлителя, равным углу полураствора конуса первой осадительной камеры, а в нижней части внутренней поверхности этой камеры на расстоянии 7-.10 мм от этой поверхности установлена сетчатая преграда, верхний срез которой находится выше уровня верхнего края выходного сечения соплового насадка.

В нижней части направляющего аппарата к трубе крепится коническое основание, в котором выполнено отверстие для отвода скапливающихся частиц загрязнений.

На фиг.1 представлен осветлитель жидкости, продольный разрез; на фиг.2 - то же, поперечный разрез; на фиг.З - направляющий аппарат, вид сбоку; на фиг.4 - то же, поперечный разрез; на фиг.5 - выходной цилиндроконический насадок, вид сбоку; на фиг.6 - разрез А-А на фиг,5.

Осветлитель жидкости состоит из струйного насоса, который представляет собой совокупность всасывающей камеры 1 и диффузора 2, крышки 3, седиментационных конусов (осадительных камер) 4-8, желоба 9, гидроциклона 10, выпускных патрубков 11, выпускных цилиндроконических насадок 12, имеющих центральный патрубок 13 и направляющие лопасти 14, дозатора 15 реагентов. Всасывающая камера 1 струйного насоса соединена с впускной трубой 16, шламоотводящим патрубком 17 гидроциклона 10 и выпускным патрубком 18 дозатора 15 реагента.

Внутренние нечетные седиментационные конусы 4 и 6 имеют на своей внешней поверхности направляющие лопасти 19, расположенные с наклоном относительно

вертикальной оси. К выходному срезу 20 диффузора 2 струйного насоса крепится направляющий аппарат, состоящий из трубы 21с отверстиями 22, на которых смонтированы криволинейные сопловые насадки 23, выходное колено 24 которых расположено коаксиально цилиндрической поверхности трубы 21.

Выходное колено 24 соплового насадка

0 23 ориентировано под углом к вертикальной оси осветлителя, равным углу полураствора конуса первой осадительной камеры 4. В нижней части внутренней поверхности 25 первой осадительной камеры 4 на расстоя5 нии 7-10 мм от этой поверхности установлена коническая сетчатая перегородка 26, верхний срез 27 которой находится выше уровня верхнего края 28 выходного сечения соплового насадка 23. В нижней части на0 правляющего элемента к трубе 21 крепится коническое основание 29, в котором выполнено отверстие 30 для отвода скапливающихся частиц загрязнений.

В нижней части четных седиментацион5 ных конусов 5 и 7 установлены шламоотводящие трубки 31, обеспечивающие сброс шлама из четных конусов непосредственно в нижнюю часть нечетных конусов 6 и 8. Гидроциклон 10 имеет сборник 32 шлама.

0 Осветлитель жидкости работает следующим образом.

Очищаемая жидкость с дозированным количеством реагентов (коагулянтов, флоку- лянтов и др.) и самой мелкой фракцией ре5 циркулирующего в осветлителе шлама, улавливаемой гидроциклоном 10, подается во всасывающую камеру 1 струйного насоса и через его диффузор 2 направляется в первый осадительный (седиментационный) ко0 нус 4, где из нее, в результате изменения направления ее движения, выделяется самая крупная фракция механических загрязнений, которая выводится из аппарата по шламоотводящему выпускному патрубку 11,

5 а жидкость, продолжая движение, переливается через край конуса 4, снова изменяет направление своего движения на противоположное (сверху вниз) и, взаимодействуя с направляющими лопастями 19, приобрета0 ет направленное вращательное движение внутри второго седиментационного конуса 5. С целью создания направленного вращательного движения жидкости внутри первого седиментационного конуса 4 к

5 выходному срезу 20 диффузора 2 струйного насоса крепится направляющий элемент, сопловые насадки 23 которого обеспечивают создание тангенциальной составляющей скорости движения жидкости на входе-в конус 4.

Оптимальной величиной скорости выхода потока жидкости из направляющего элемента является 5-6 м/с, так как дальнейшее увеличение скорости приводит к значительному увеличению перепада давления, а значит к увеличению мощности насосной группы, подающей жидкость в осветлитель, и к увеличению веса конструкции. При меньших скоростях полученная центробежная сила недостаточна для преодоления инерционных сил частиц загрязнений.

Таким образом, первый седиментаци- онный конус 4 выполняет роль второй ступени камеры смешения реагентов и рециркулирующего в осветлителе шлама. Дополнительное закручивание потока жидкости сопловыми насадками 23 направляющего элемента приводит к равномерному распределению исходного потока очищаемой жидкости внутри осадительного конуса 4 и формированию фильтрующего слоя взвешенного осадка, образующегося в осветлителе в результате гидролиза коаку- лянтов и их взаимодействия с флокулянтами.

При этом вращающаяся жидкость с частицами загрязнения, проходя через расположенную в нижней части первого седиментационного конуса 4 коническую сетчатую перегородку 26 теряет скорость и заторможенные частицы загрязнения выпадают в осадок и удаляются через шламоот- водящую трубу 11.

Во втором седиментационном конусе 5 жидкость также имеет направленное вращательное движение, что, как и в конусе 4, увеличивает путь прохождения ее внутри соответствующей секции осветлителя, а, следовательно, способствует, за счет улучшенного перемешивания, более полной очистке от загрязнений широкого класса дисперсности, вплоть до коллоидных размеров.

Двигаясь по центральному патрубку 13 выпускного цилиндроконического насадка 12, жидкость перетекает в следующий нечетный (третий) седиментациейный конус 6, При этом поток жидкости проходит через коническую часть насадка 12 и изменяет свое направление на противоположное (снизу вверх). С помощью направляющих лопастей 14 насадки 12 жидкость приобретает вращательное движение в объеме третьего конуса 6. Шлам, образовавшийся в объеме второго осадительного конуса 5, через шламоотводящие трубки 31 подается в нижнюю зону нечетного конуса 6, где он смешивается со шламом, образующимся в объеме третьего конуса 6, и выводится из него по выпускному патрубку 11.

Таким образом, в нечетных конусах, считая от места ввода очищаемой жидкости в осветлитель, вращающаяся жидкость движется снизу вверх, что способствует выделению механических .загрязнений из нее, сбору их на стенках конусов и удалению загрязнений из аппарата через систему труб 11. Переливаясь через верхний край нечетных конусов, жидкость приобретает

снова вращательное движение в системе лопастей 19 и движется сверху вниз, способствуя уплотнению осадка и перетоку его в нечетные конуса через систему труб 31. Очищенная в конических секциях осветлителя жидкость собирается в кольцевом желобе 9, откуда поступает в систему гидроциклонов 10, где окончательно освобождается от загрязнений, которые непрерывно отсасываются из сборника 32 гидроциклона

10 во всасывающую камеру 1 струйного насоса, где смешивается с жидкостью, поступающей на очистку, выполняя в ней функции центров образования хлопьев осадка.

Очистка жидкости в осветлителе происходит в турбулентном режиме, способствующем выделению загрязнений из объема очищаемой жидкости и из самого аппарата, исключая забивание загрязнениями системы переточных 31 и выпускных 11 труб. В

последнем седиментационном конусе поток жидкости приобретает ламинарный режим, что способствует более полному выделению загрязнений из потока жидкости. Окончательная очистка жидкости достигается втурбулентном режиме в системе гидроциклонов 10.

Введение химических реагентов из дозатора 15 через его выпускные патрубки 18 во всасывающую камеру 1 струйного насоса

обеспечивает дополнительную степень очистки жидкости и высокую эффективность аппарата,

45

Формула изобретения

1. Осветлитель жидкости, содержащий седиментационные камеры, выполненные в виде концентрично расположенных основанием вверх конусов, четные из которых име0 ют выпускные цилиндроконические насадки, сливной желоб, крышку, впускную трубу и выходной патрубок, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки и производительности аппарата.он

5 снабжен дозатором реагентов, гидроциклоном, расположенным на выходном патрубке, установленным на впускной трубе струйным насосом, всасывающая камера которого соединена с шламоотводящим патрубком гидроциклона и выпускным патрубком дозатора реагентов, и направляющим элементом, закрепленным на выходе диффузора струйного насоса и выполненным в виде трубы с криволинейными сопловыми насадками, выходное колено которых расположено коаксиально с наружной поверхности трубы, при этом выпускные ци- линдроконические насадки четных конусов и внутренние нечетные конусы в верхней части снабжены направляющими лопастями, закрепленными на их внешней поверхности с наклоном к вертикали.

2. Осветлитель по п.1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что он снабжен размещенной в

0

5

нижней части первой по ходу потока се- диментационной камеры на расстоянии 7-10 мм от ее внутренней поверхности конической сетчатой перегородкой, верхняя кромка которой расположена выше выходного отверстия соплового насадка, при этом выходное колено сопловых насадок установлено под углом к вертикальной оси, равным углу полураствора конуса первой по ходу потока седиментационной камеры.

3. Осветлитель по пп.1 и 2, отличающий с я тем, что направляющий элемент в нижней части снабжен коническим основанием с отверстием для отвода загрязнений.

Фиг.З

Фиг. 4