Способ разделения суспензий и устройство для его осуществления

 

1. Способ разделения суспензий, включающий подачу суспензий под давлением в корпус фильтра, фильтрацию через фильтровальную перегородку , удаление осадка из корпуса и отвод части фильтрата из камеры фильтрата в полость регенерирующего приспособления с последующим ее возвратом в камеру фильтрата для регенерапии фильтровальной перегород-- ки, отличающийся тем. что, с целью увеличения производительности и уменьшения энергоемкости процесса разделения за счет повышения эффективности регенерации фильтровальной перегородки, возврат части фильтрата в камеру фильтрата осуществляют в виде вибрационных затопленных струй, направленных на всю поверхность фильтровальной перегородки с периодическим перекрытием зон их падения. 2. Устройство для разделения суспензий , содержащее корпус, подводящий и отводящий патрубки, цилиндрическую фильтровальную перегородку, вибровозбудитель с регенерирующим приспособлением и разгрузочное устройство , отличающееся тем, что, с целью увеличения произво-. дительности и з еньгоения энергоемкости процесса разделения, регенерирующее приспособление вьшолнено в виде вертикального центрального штока с подводящей и струеформируюшими на- -садками в виде полых усеченных кону-, сов, соединенных маньшими основаниями с цилиндрическими обечайками, установленными на штоке с возможностью регулирования по высоте, и неподвижного основания с упругой мембраной, при этом шток соединен с вибровозбудителем, а мамбрана - с нижней струеформирующей насадкой. to to со 4iik

союз советсних социдлистичясиих

РеспуБлин

„„SU„„1212494

1 Р В 01 D 37/00, 29/28 (21) 3756549/23-26 (22) 20.06.84 (46) 23,02.86. Бюл. N 7 (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени горный институт (72) В,С. Ямщиков, А.И. !1!ульгин и N,Т, Заховаев (53). 534.284(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

1 651829, кл. В О1 П 37/00, 1975, Карпачева С.М,, Рябчиков Б.F., Пульсационная аппаратура в химической технологии, М.: Химия, 1983, с,191

Горшков В.А. Очистка и использование сточных вод предприятий угольной промышленности,, И,:Недра, 1981, с.1!1, Авторское свидетельство СССР

В 466059, кл. В 03 В 3/34, 1972. (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ И

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ разделения суспензий, включающий подачу суспенэий под давлением в корпус фильтра, фильтрацию через . фильтровалькую перегородку, удаление осадка из корпуса и отвод части фильтрата из камеры фильтрата в полость регенерирукщего приспособления с последующим ее возвратом в камеру фильтрата для регенерации фильтровальной перегород-. ки, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности и уменьшения энергоемкости процесса разделения за счет повышения эффективности регенерации фильтровальной перегородки, возврат части фильтрата в камеру фильтрата осуществляют в виде вибрационных затопленных струй, направленных на всю поверхность фильтровальной перегородки с периодическим перекрытием зон их падения.

2. Устройство для разделения суспензий, содержащее корпус, подводящий и отводящий патрубки, цилиндрическую фильтровальную перегородку, вибровозбудитель с регенерирующим приспособлением и разгрузочное устройство, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения произво-, дительности и уменьшения энергоемкости процесса разделения, регенериру- И ющее приспособление выполнено в виде lesaL вертикального центрального штока с фф подводящей и струеформируюшими на- ф, а .садками в виде полых усеченных кону-, сов, соединенных маньшими основа- р ниями с цилиндрическими обечайками, установленными на штоке с возможностью регулирования по высоте, и неподвижного основания с упругой мембраной, при этом шток соединен с вибровозбудителем, а мамбрана — с нижней струеформирующей насадкой..!212494

Изобретение относится к технике фильтрования и может быть использовано для очистки промьпнленных и бытовых сточных вод и для разделения и сгушения суспензий в других отрас- 5 лях промышленности, Цель изобретения — увеличение прсизводительности и уменьшение энергоемкости процесса разделения за счет повьппения эффективности регенерации фильтровальной перегородки, На фиг.l дано устройство, общий вид; на фиг, 2 — разрез А-А на Фиг.l, Устройство для разделения суспензий включает корпус i подводящий 2 !5 и отводящий 3 патрубки, разгрузочное устройство 4, вибровозбудитель 5, цилиндрическую фильтровальную перегородку 6, верхнюю 7 и нижнюю 8 крьппки и регенерирующее приспособ- 20 ление 9. Регенерирующее приспособление содержит шток 10, установленный вертикально и соединенный с вибровозбудителем 5 с возможностью продольно" го колебательного перемещения, на котором закреплены с возможностью перемещения по его высоте струеформируюшие насадки. 11 и подвадяшая насадка 12. В нижней части регенерирующее приспособление 9 содержит основание ЗО

13, закрепленное неподвижно на крьппке и соединенное со струеформирующими насадками упругой мембраной 14.

Струеформирующие насадки выполнены в виде двух полых усеченных конусов

15, соединенных меньшими основаниями с цилиндрической обечайкой 16. Крепление струеформирующих насадок на штоке осуществляется кронштейном 17, Внутренняя полость 18 регенерирующего 40 приспособления образуют струеформирующие насадки; вверху — подводящая насадка, внизу — основание и упругая мембрана, Смежные струеформирующие насадки образуют в месте соединения 45 кольцевые сопла 19, параллельные друг другу. Нижняя часть подводящей насадки выполнена в виде усеченного конуса 20, меньшее основание которого образует с меньшим основанием усеченного конуса 21 в вертикальном направлении круглое, а в.горизонтальном " кольцевое сопло 22, связанное с -внутренней полостьюрегенерирующего приспособления и с полостью 23 цилинд«рической фильтровальной перегородки.

Устройство работает следующим образом.

Исходная суспензия через подводящий патрубок 2 подается внутрь кор-. пуса 1, где на фильтровальной перегородке 6 происходит разделение ее на жидкую и твердую фазы. Исходная суспензия полностью заполняет внутренний объем корпуса l, а фильтрат— полость 23 цилиндрической перегородки 6 и полость 18 регенерирующего приспособления 9. Вибровозбудителем

5 приводится в колебательное движение регенерирующее приспособление

9 посредством штока 10 с закрепленными на нем струеформирующими насадками ll и подводящей насадкой 12, При колебательном движении струеформирующий насадок 11 вместе с подводящей насадкой 12 относительно неподвижного основания 13 в полости 18 регенерирующего приспособления 9 возникает переменное давление: положительное при движении штока 10 вниз и отрицательное при движении вверх.

Струеформирующие насадки ll и образуемые ими кольцевые сопла !9 о6ладают анизотропией сопротивления движению воды через них в прямом, т.е. в сторону сужения сопел 19 из полости 18 в полость 23, и в обратном направлениях, причем сопротивление движению воды и прямом направлении меньше сопротивления движению воды в обратном направлении, Подводящая насадка 12 и образуемое ею сопло 22 также обладают анизотропией сопротивления движению воды в прямом, т.е. в сторону сужения сопла 22 из полости 23 в полость 18, и в обратном направлениях, причем сопротивление движению воды в прямом направлении меньше, чем в обратном. Анизотропия сопротивления кольцевых сопел

19 и сопла 22 в зависимости от направления движения воды, обусловливаемого возникающим в полости 18 переменным давлением и определяет чередование фаз введения воды в полость

23 и ее выбрасывание оттуда в виде кольцевых вибрационных затопленных струй, Движение штока 10 с насадками

11 и 12 вверх и возникающее при этом в полости 18 отрицательное давление за счет увеличения ее объема при удалении насадок ll н 12 от неподвижного основания 13 и растяжении упругой мембраны 14. сопровождается эасасыванием воды внутрь полости 18 преимущественно через сопло 20 подво.1212494 дяшей насадки 12, имеющей меньшее сопротивление движению воды из полости ?3 в полость 18, чем сопла 19 струеформируюших насадок ll, При остановке штока 10 с насадками I! и

l2 в верхнем положении давление в полостях 18 и 23 выравнивается и процесс введения воды внутрь регенерирующего приспособления 9 прекращается. Следующее за этим движение штока 10 с насадками Il и 12 вниз и возникающее при этом положительное давление за счет уменьшения объема . полости 18 сопровождается вытеснением из нее воды при сжатии упругой мембраны 14. Вытесняемая вода выбрасывается из полости 18 преимуществен но через сопла 19 струеформирующих насадок 11, имеющих меньшее сопротивление движению воды из полости

18 в полость 23, чем сопло 20 водоподводящей насадки 12. Кольцевые сопла 19 обеспечивают эффективную трансформацию колебательной скорости относительного движения штока 10 с насадками ll и 12 и неподвижного основания 13 в напорные высокоскоростные, кольцевые, вибрационные, затопленные струи воды, Эти струи, сформированные из фильтрата, т.е. очищенной от механических примесей воды с периодическим перекрытием зон их падения, падая на цилиндрическую фильтровальную перегородку 6, проходят через ее отверстия, смывают и отбрасывают образовавшийся на ее поверхности осадок, восстанавливая тем самым ее фильтровальную способность.

Каждая из кольцевых вибрационных струй удаляет осадок по всей длине окружности цилиндрической фильтровальной перегородки 6, лежащей напротив нее. Движение штока 10 с Насадками 11 и 12, а соответственно, и всех параллельно друг другу действующих кольцевых струй, обеспечивается регенерация цилиндрических участков, т,е. секций фильтровальной перегородки на высоту, равную примерно .размаху, т.е. двойной амплитуде колебаний регенерирующего приспособления

9, Расстояние между соплами 19 устанавливается не более этой величины.

При этом условии обеспечивается взаимное перекрывание каждой кольцевой струей цилиндрических участков регенерируемой фильтровальной перегородки, обеспечивается непрерывность процесса фильтрования и эа счет устранения чередования циклов фильтрования и регенерации всей поверхности фильтрования, и повышается произво5 дительность разделения, Изменением амплитуды и частоты колебаний, колебательной скорости е ширины кольцевых сопел 19 регулируется

I0 скорость, дальность и длительность действия кольцевыхвибрационных затопленных струй. Смываемый с цилиндрической фильтровальной перегородки 6 осадок оседает и выводится из корпуса 1 че15 рез разгрузочное устройство 4.

Фильтрат отводится из полости 23 фильтровальной перегородки 6 через патрубок 3, Пример. Проверка осуществле20 ния способа проводилась на устройстве, включающем цилиндрический корпус, коаксиально установленную цилиндрическую фильтровальную перегородку, выполненную в виде каркаса

25 с закрепленной на нем металлической сеткой с размером ячеек 40 мкм, регенерируюшее приспособление, подводящий, отводящий и разгрузочный патрубки, вибровозбудитель механического (эксцентрикового) типа ВНДВ-4 °

30 Регенерирующее приспособление выполнено в виде соединенного с вибровозбудителем штока с закрепленнымИ на нем струеформирующими насадкамии подводящей насадкой, 35 Исследования проводились в диапазоне частот 0,2-20 Гц, при амплиту-. де колебаний от 8 см на оборотных водах Лебединского ГОКа с содержанием твердой фазы (фракция 0,340 0,020 мм) до 100 г/л.

Исследованиями установлено, что .при низком содержании частиц твердой фазы (менее 50 г/л) период фильтрации Гез регенерации сетКи виб45 рационными струями составляет 34 мин, Далее следует забивание сетки и прекращение процесса фильтрованин. Регенерация сетки кольцевыми затопленными струями в течение 510 с полностью восстанавливает ее пропускную способность. При высоком содержании частиц твердой фазы (свыше 50/100 г/л ) забивание сетки и прекрашение процесса фильтрации без воздействия регенерирующих вибрационних струй происходит в течение

20-25 с, Полное восстановление пропускной способности сетки достига,1212494 юг.1 ется непрерывным возбуждением вибрационных затопленных струй с частотой до 12 Гц, при этом происходит эффективное разделение суспенэии на фильтрат: воду с содержанием частиц коллоидной фракции с размером 40 мкм и осадок с фракционным составом частиц 40 мкм. При частоте свыше 12 Гц наблкдается снижение производительности из-за уменьшения амплитуды и . дальности действия вибраиионных затопленных струй, )2!2494

А-А

Составитель В,Тимошков

Техред С.Мигунова Корректор А,Обручар

Редактор П,Коссей

Филиал ППП "Патент", r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 669/9 Тираж 663 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, 00.4/5