Устройство для хлопьеобразования Советский патент 1981 года по МПК B03D3/06 C02F1/52 C02F1/52 C02F101/00 C02F103/00 

Изобретение относится к устройствам хлопьеобразования и флокуля- ции суспензий в потоке и может быть использовано в процессах сгущения шл мов, осветления оборотных и очистки сточных вод. Известно устройство для хлопьеобраэования, содержащее корпус с паргш лельными стенками и неподвижными тур булизирующими вставками, установленными одна относительно другой на рас стояьаи, причем вставки выполнены из турбулизируюиих элементов - козырьков, установленных поперек потока под углом к стенкам, а каждая вставка отличается количеством, расположением и размером козырьков Недостаток известного устройства связан с тем, что вследствие установки турбулизирукщих элементов по углом к потоку уменьшается их эффективная поверхность и образуются застойные зоны за козырьками по ходу движения потока. Кроме того, устройство сложно в изготовлении и монтаже. Цель изобретения - повышение эффективности хлопьеобразования в упрощение конструкции. Поставленная цель достигается тем, что турбулизирукшгие вставки выполнены из идентичных элементов, установленных перпендикулярно стенкам на равномерно возрастающем расстоянии друг от друга, а сами элементы выполнены восьмилопастными с перемьчкги м между лопастшми, при этом перемычки установлены так, что площадь свободного сечения между лопастями разделена пополам. На фиг. 1 представлено устройство, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1. Устройство содержит корпус 1 с параллельными стенками 2 н неподвижными турбулизирующими вставкгши, вьоюлненными в виде идентичных плоских восьмилопастных элементов 3, установленных на стержне 4 перпендикулярг но стенкам 2 на равномерно возрастаххцем расстоянии друг от друга. Восьмилопастные элементы 3 выполнены с пере1«1чкги ш 5 между лопастями б, причем перемычки 5 установлены так, что они делят пополам площадь свободного сечения между лопастями б. Предлагаемое устройство работает следуицим образом. Обработанные флокулянтом сточные воды попадают в устройство в направл нии, показанном на чертеже стрелкой со скоростью 0,08-0,1 м/с. Перемешивание обрабатываемой среды осущест ляется при обтекании восьмилопастного элемента 3 за счет дроселирования потока через них. При этом происходи постоянное изменение скорости и направления потока, а также увеличение пульсации скорости как по направ лению потока, так и перпендикулярно ему. Для эффективного хлопьеобразования необходима малая интенсивность перемешивания в камере хлопьеобразования и поддерживание скоростного градиента во всем объеме устрой ства примерно на одном уровне. При наличии некоторого минимального СКОРОСТНОГО градиента взвешенные частицы имеют достаточно отлича ощиеся по величине скорости, что необходимо для их столкновения и быстрого агре гатировггния во флокулы. Оптимальньлм является значение скоростного гради ента 80-100 1/с. Благотворно сказывается также значительное плггвное снижение скоростного градиента по длине устройства во избежание дробле ния и стабилизации ранее образовавшихся хлопьеобразных агрегатов частиц. Кроме 70ГО, незначительное снижение турбулентности по длине не снижает в целом скорость хлопьеобразования, так как с ростом длины устройства устойчивый размер частиц увеличивается и для их агрегатирова ния достаточен меньший скоростной градиент, а к концу времени пребыва ния в камере процесс хлопьеобразова ния вообще завершается. С учетом эт соображений и разработана Турбулизи рующая вставка для предлагаемого устройства. Гидродинамические условия протекания процесса агрегатирования определяются степенью эагромо денности потока, т.е. отношением пл щади проекции элементов турбулизиру щей вставки на плоскость поперечного сечения корпуса к площади поперечного сечения корпуса. С точки зрения энергетических затрат целесообразна степень загроможденности потока не более 0,5. С другой сторо ны, интенсивность перемешивания в значительно меньших пределах можн изменять частотой установки турбулизирукадих элементов. При равномерном увеличении шага установки элементов, имеюцих постоянную площгщь перекрывания потока, интенсивность перемешивания монотонно уменьшается Поскольку для эффективного протекан-ия процесса хлопьеобраз ования нужно обеспечить незначительно уменьшающуюся по длине устройства интенсивность перемешивания, турбулизирукедие вставки предлагаемого устрой птва выполнены в виде идентичных восьмилопастных элементов 3, установленных на стержне 4 с равномерно возрастающим по ходу потока шагом, наименьшая величина которого в начале устройства составляет 0,2-0,25 диаметра трубы, а наибольшая 0,961,0 drp в конце устройства при длине устройства L 14-15 диаметров трубы, что обеспечивает завершение процесса хлопьеобразования в объеме устройства. Расстояние между соседними устройствами может быть рассчитано по экспериментально найденной формуле е 0,17 (-(- 0,2-и) , где п - порядковой номер турбулизирующего элемента, d - диаметр трубы. При скорости потока 0,08-0,1 м/с такая турбулизирующая вставка обеспечивает, как показачи эксперименты, поддерживание оптимального значения градиента 80-100 1/с в начале устройства и 60-70 1/с в конце. Лопасти выбираются шириной ,050,01djp а диаметр стержня 4, на котором установлены элементы О , 02-0 , 03d-j.pФорма элементов выбрана с учетом особенностей перемешивания в устройствах большого диаметра и предназначена обеспечить равномерное перемешивание потока в поперечном сечении. Конструкция восьмилопастного элемента обеспечивает равномерное перемешивание потока в поперечном сечении и обладает повышенной жесткостью, что особенно важно при больших диаметрах устройства. Кроме того, турбулизирующая вставка предлагаемого устройства значительно удобнее в изготовлении из-за применения .идентичных элементов с одинаковым числом лопастей и обладает повышенной жесткостью. Формула изобретения Устройство для хлопьеобразования, содержащее корпус с параллельными стенками и неподвижные турбулизирующие вставки, установленные одна относительно другой на расстоянии, отличающеес.я тем, что, с целью повышения эффективности хлопьеобразования и упрощения конструкции, турбулизируквдие вставки установлены перпендикулярно стенкам на равномерно возрастающем расстоянии друг от друга, и выполнены восьмилопастными с перемычками между лопастями., при этом перемычки установлены так, что площадь свободного сечения между лопастями разделена пополам. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР W 557807, кл. В 01 t) 21/00, 1975.

(Put. 1