Способ отделения твердого компонента в жидкостных потоках Советский патент 1993 года по МПК B04B5/12 

Изобретение относится к осаждению Твердых компонентов в жидкостных потопах и может найти применение при обогащении полезных ископаемых.

Известен способ, реализованный в устройстве разделения жидких неоднородных Систем на фракции с помощью одновременного воздействия центробежного и акустических полей.

Недостатком этих способа и устройства является малая эффективность отделения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ, реализуемый в устройстве с использованием ультразвуковой центрифуги, заключающийся в подаче в зону разделения жидкостного потока и воздействии на него волнового поля.

Недостатки этого способа и устройства малая эффективность отделения твердого компонента под воздействием ультразвуковых излучений, так как они создают рас- сеянное волновое поле, сложность конструкции центрифуги, а также сложность удаления из нее твердого компонента.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса отделения твердого компонента от жидкого. Согласно предложенному способу к потоку по периметру поперечного сечения трубопровода

VJ

ЧЭ hO ч4

ел

подводят силовые волны сжатия-растяжения с вектором скорости частиц в волне, направленным перпендикулярно оси потока, при этом частоту волнового воздействия выбирают из условия

п .R /o-a-Vc п a-L-T

где R - радиус поперечного сечения потока,

р- плотность материала взвесей;

а - скорость волны в потоке;

Vc - скорость жидкостного потока;

а- амплитуда давления, создаваемого волной в жидкостном потоке;

L - длина участка отделения вдоль оси потока;

Т - длительность единичного импульса.

Предлагаемый способ отделения твердого компонента в жидкостном потоке реализуется следующим образом.

К потоку по периметру поперечного сечения трубопровода подводят бегущие или кольцевые волны сжатия-растяжения. Волновое движение, в многокомпонентной среде со взвесями представляет собой движение как среды, так и взвесей в направлении вектора скорости возмущающего воздействия. Волновое движение обусловлено упругой сжимаемостью среды и происходит на величину упругой деформации среды за одно прохождение волны. Процесс отделения взвесей при таком волновом движении среды в. пределах ее упругости состоит в том, что сила волнового давления на среду и взвеси будет смещать взвеси в сторону вектора скорости частиц волнгвого движения.

При наложении на среду бегущей по периметру цилиндрического трубопровода

волны с вектором скорости частиц, направленным от центра к периметру, частички взвесей будут подвергаться центробежной силе, бегущей по периметру трубопровода и

перемещающей твердые компоненты к периферии трубопровода.

При наложении на среду кольцевых по периметру цилиндрического трубопровода волны с вектором скорости частиц, направленным от периметра к центру, частички взвесей будут подвергаться центростремительной силе, бегущей по периметру трубопровода и перемещающей твердые компоненты к оси трубопровода.

в конечном счете, выбрав в соответствии с формулой изобретения необходимое соотношение между параметрами волны, потока и трубопровода, твердые частицы отделяют и осаждают на заданном расчетном

участке трубопровода. При этом ближе к волновому будут отделяться частички с большими размерами и большей плотностью, а в конце участка отделения -частички малых размеров и небольшой плотности.

На чертеже показан один из вариантов устройства, в котором реализуется данный способ.

Устройство состоит из следующих элементов: трубопровода 1, опор 2, генератора

волн 3, среды 4, выходного трубопровода 5 для частиц.

Пример реализации при наличии в жидкостном потоке частиц с р 2000 кг/м , которые перемещаются по трубопроводу

0,5 м со скоростью 1.0 м/с, чтобы отделить эти частицы на участке 1 м необходим генератор волн, который создает амплитуду давления о- 70 кг/см с частотой п 500 1 /с.

Изобретение относится к технике осаждения твердых компонентов из жидкостных пэтоков и позволяет повысить эффектив- н эсть процесса отделения. К потоку жидко- сги, движущемуся по трубопроводу, по периметру поперечного сечения, подводят чЬрез генератор силовые волны сжатия - расширения с вектором скорости частиц в вЬлне, который в зависимости от вида гене- р атора может быть направлен как к центру трубопровода, так и к его периферии, а ненужная половина волны отсекается с помощью наложения на генератор паразитной жесткости, при этом взвеси будут смещаться в сторону вектора скорости волнового движения. Выбрав частоту волнового воздействия на поток (п), можно отделить взвеси на расчетном участке трубопровода. При этом частоту выбирают из условия п Rpavc n - CTLT где R - радиус поперечного сечения потока; р- плотность материала взвесей; а - скорость волны в потоке; vc - скорость жидкостного потока; а - амплитуда давления, создаваемого волной в жидкостном потоке; Т - Длительность единичного импульса; L - длина расчетного участка отделения вдоль потока.1 ил. ё

Формула изобретения Способ отделения твердого компонента в жидкостных потоках, включающий подачу по трубопроводу жидкостного потока в зону разделения, воздействие на него волнового поля, осаждение твердых компонентов и удаление жидкого компонента, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса отделения твердого компонента от жидкого, к потоку по периметру поперечного сечения трубопровода подводят силовые волны сжатия-растяжения с вектором скорости частиц в волне, направленным перпендикулярно оси потока, причем частоту п волнового воздействия на среду выбирают из условия

n - aLT

где L - длина участка отделения вдоль оси потока;

vc - скорость жидкостного потока;

Т - длительность единичного импульса;

а- амплитуда давления, создаваемого волной в жидкостном потоке;

р- плотность материала взвесей;

а - скорость волны в материале взвесей;

R - радиус поперечного сечения потока.

1

V//////////////////////////////,

///////////////)////////////////{