Способ гидровыгрузки зернистого фильтрующего материала
(19)RU(11)1200449(13)C(51) МПК 6 B01D25/32Статус: по данным на 17.01.2013 - прекратил действиеПошлина:
(54) СПОСОБ ГИДРОВЫГРУЗКИ ЗЕРНИСТОГО ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА
Изобретение относится к способам гидровыгрузки зернистого фильтрующего материала на насыпных фильтрах с плоской дренажной решеткой и может быть использовано в фильтрах для очистки вод тепловых и атомных электростанций, а также в химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является полная очистка дренажной решетки от зернистого материала плотностью 1100-4300 кг/м3. На фиг. 1 представлен фильтр для осуществления способа; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Фильтр содержит вертикальный цилиндрический корпус 1, в нижней части которого установлена плоская дренажная решетка 2, оснащенная фильтрующими элементами 3. Над центральной частью решетки 2 установлен патрубок гидровыгрузки 4, представляющий собой изогнутую трубу, закрепленную на стенке корпуса. Непосредственно над дренажной решеткой 2 установлено приспособление для тангенциального ввода воды в корпус, представляющее собой, например, объединенные общим коллектором 5 трубы 6. Поскольку трубы 6 расположены радиально к корпусу 1, на его внутренней стенке предусмотрены направляющие перегородки 7 желобчатого типа, перекрывающие выходные отверстия труб 6. Для предотвращения попадания фильтрующего материала 8 в трубопровод подачи воды на довыгрузку на каждой трубе 6 установлены предохранительные устройства 9, выполненные, например, в виде шарового обратного клапана. Кроме того, в конструкции аппарата предусмотрены патрубки 10 и 11, предназначенные соответственно для подвода воды под дренажную решетку 2 и ввода воды в коллектор 5 на довыгрузку материала. П р и м е р. Под дренажную решетку диаметром 1 м подавали транспортирующую воду со скоростью 10 м/ч, слой анионита АВ-17 взвешивали и через патрубок гидровыгрузки, установленный над центром решетки, вместе с водой выводили из фильтра. После выгрузки на дренажной решетке остается часть материала. Для его довыгрузки в корпусе фильтра создавали вращающийся относительно оси фильтра слой воды (вращение может быть обеспечено любым способом, например с помощью труб для подачи струи воды и в корпус фильтра тангенциально его стенке или с помощью мешалки). При определенных условиях вращения распpеделенный по решетке материал собирался к ее центру и с потоком воды через центрально расположенный патрубок гидровыгрузки его выводили из фильтра, например, под воздействием создаваемого в транспортной линии вакуума, в результате чего осуществлялась полная выгрузка фильтрующего материала. Как известно, во вращающейся системе частицы более тяжелого фильтрующего материала должны под действием центробежной силы отбрасываться к периферии, а не собираться к центру. Обратная же картина объясняется следующим. При вращении жидкости появляется центробежная сила, отбрасывающая жидкость к периферии и оказывающая давление на стенки корпуса. Поскольку от центра происходит отток жидкости, здесь появляется область пониженного давления. Величина центробежного давления одинакова вдоль стенки за исключением придонного слоя, где жидкость заторможена силами трения. В этом придонном, пограничном слое скорость вращения, а следовательно, и центробежная сила, равны нулю или значительно меньше, чем в основном объеме. В результате этого в придонном слое возникает циркуляция жидкости, причем последняя под действием повышенного центробежного давления опускается вдоль стенок ко дну, а затем перемещается в радиальном направлении в область пониженного давления к центру, где она поднимается от дна и вновь отбрасывается к периферии. Происходящая циркуляция приводит к тому, что в придонном слое возникает центростремительная сила, воздействующая на частицы в направлении к центру. При определенной скорости, вернее в определенном диапазоне скоростей, пограничный слой имеет достаточно большую высоту и оказывает влияние на размещенные на дренажный решетке частицы, затормаживая их. В результате торможения центробежная сила, действующая на частицы, уменьшается и становится меньше центростремительной. Под воздействием разности этих сил частицы перемещаются к центру и вместе с водой удаляются из фильтра. Однако, при увеличении скорости вращения высота пограничного слоя уменьшается и он меньше воздействует на частицы, что приводит к увеличению воздействующей на них центробежной силы. По мере увеличения скорости вращения центробежная сила все возрастает и наконец наступает момент, когда она становится больше центростремительной и сбора материала к центру не происходит. Величиной, характеризующей центробежную силу, является фактор разделения или без учета постоянной величины ускорения свободного падения центробежное ускорение. При увеличении центробежного ускорения свыше определенной критической величины, которая зависит от плотности материала и тем выше, чем больше его плотность, сбор частиц к центру прекращается, и собранный материал начинает размываться. В ходе эксперимента было определено, что для одного из самых легких фильтрующих материалов, имеющих плотность, большую плотности воды анионита АВ-17 плотностью 1100 кг/м3 критическое значение центробежного ускорения равно 2,2 м/с2, а для самого тяжелого сорбента марки ГДТ-М плотностью 4300 кг/м3 9,8 м/с2. Для других фильтрующих материалов, имеющих промежуточную плотность, критическое значение центробежного ускорения находилось в интервале 2,2-9,9 м/с2, причем конкретное значение ускорения определялось величиной плотности материала при условии, что крупность зерен этих материалов лежит в обычном диапазоне: 0,4-1,5 мм. Из сказанного следует, что необходимым условием для осуществления предложенного способа является обеспечение такого вращения слоя жидкости в аппарате, чтобы величина центробежного ускорения при его вращении не превышала критического для данного материала значения. При этом конкретные значения ускорения для различных применяемых зернистых фильтрующих материалов плотностью 1100-4300 кг/м3 лежат в интервале 2,2-9,8 м/с2. Кроме того, наилучшие условия для сбора частиц к центру создаются при прочих равных условиях при высоте слоя вращающегося потока воды, равной 0,6-1 диаметра фильтра. В табл.1 и 2 приведены результаты экспериментов. Как видно из представленных данных, для аппарата диаметром 0,3 м наилучшие результаты получены при высоте водяного слоя 180-300 мм, для аппарата диаметром 0,4 при высоте 240-400 м, а для аппарата диаметром 0,5 м при высоте 300-500 мм. Следовательно, можно заключить, что наилучшие условия для перемещения частиц фильтрующего материала действительно создаются при высоте вращающегося слоя воды, равной 0,6-1,0 диаметра аппарата.
Формула изобретения
1. СПОСОБ ГИДРОВЫГРУЗКИ ЗЕРНИСТОГО ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА с плоской дренажной решетки фильтра, включающий взвешивание зернистого фильтрующего материала путем подачи потока воды под дренажную решетку в направлении снизу вверх, отведение образовавшейся суспензии, последующую дополнительную подачу потока воды над дренажной решеткой и отведение образовавшейся суспензии, отличающийся тем, что, с целью полной очистки дренажной решетки от зернистого материала плотностью 1100 4300 кг/м3, дополнительному потоку воды придают вращательное движение с центробежным ускорением, не превышающим соответственно 2,2 9,8 м/с2, и отвод образовавшейся суспензии осуществляют с центральной части решетки. 2. Способ гидровыгрузки по п.1, отличающийся тем, что высоту вращающегося слоя воды поддерживают в пределах 0,6 1,0 диаметра фильтра.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 03.04.1995
Номер и год публикации бюллетеня: 36-2002
Извещение опубликовано: 27.12.2002
