Устройство для тепловой обработки суспензий г.с.кучеренко

 

Изобретение относится к .тепловой обработке суспензий и эмульсий и может найти применение для кондиционирования , очистки и обеззараживания

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (бц 4 С 02 Р 11/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 394247 5! 23-26 (22) 14.08.85 (46) 23. 02. 88. Бюл. Н- 7 (75) Г. С. Кучеренко (53) 628. 336. 44 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 791655, кл. С 02 Р 11/12, 1978.

„„SU„„1375572 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕППОВОЙ ОБРАБОТКИ СУСПЕНЗИЙ Г.С. КУЧЕРЕНКО (57) Изобретение относится к .тепловой обработке суспензий и эмульсий и может найти применение для кондиционирования, очистки и обеззараживания

1375572 сточных жщкостей или их осадков термомеханической обработкой. Цель изобретения — повышение эффективности термомеханической обработки суспензий и расширение области применения эа счет снижения энергетических и материальных затрат на нагрев, перемещение и разделение суспензий. Устройство имеет цилиндрический корпус 1 с патрубками 2, 17, 18 ввода исходной суспензии и вывода обработанной жидкости и шлама, нагревательные элементы, узел перемещения суспензии, размещенный на валу 12 с приводом и выполненный в виде закрепленной на валу продольной перегородки 7. Под патрубком 2 ввода суспензии размещена приемная кольцевая камера в виде прикрепленных к валу поперечных перегородок с отверстием и сквозным трубопроводом. Дополнительные продольные перегородки 19 установлены с возможностью колебательного перемещения в цилиндрическом корпусе синхронно с вращением закрепленных на валу продольной и поперечных перегородок, образующих между собой и корпусом дополнительные камеры нагрева, расшире- ния и сжатия с отверстиями для подвода и отвода суспензий, Дополнительные продольные перегородки 19 выполнены радиальными подпружиненными с возможностью радиальных перемещений в продольных щелях корпуса и скольжения своими кромками по выпуклым поверхностям закрепленной на валу про-, дольной перегородки S-образной формы.

5 ил.

Изобретение относится к тепловой обработке суспенэий и может быть использовано в различных отраслях тех-. ники для очистки и обеззараживания сточных жидкостей-или их осадков термомеханической обработкой.

Цель изобретения — повышение эффективности тепломеханической обработки суспенэии и расширение области при-10 менения за счет уменьшения энергетических и материальных затрат на процессы подачи, нагрева, охлаждения и перемещения исходной и нагретой суспензий. 15

На фиг. 1 изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг ° 3 — разрез

Б-Б на фиг.1; на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 — разрез Г-Г на 20 фиг.2.

Устройство содержит цилиндрический корпус 1 круглого поперечного сечения,под патрубком 2 ввода исходной суспензии в корпусе 1 установлена 25 цилиндрическая приемная кольцевая распределительная камера 3, образованная круглыми поперечными перегородками 4 и 5, установлены с касанием к внутренней поверхности корпуса и 30 поворотными вокруг его оси. В перегородке 5 камеры 3 имеется отверстие 6 для подачи в корпус 1 исходной суспензии. К перегородке 5 цилиндрической распределительной камеры 3 присоединен узел перемещения суспнезии, вы-. полненный в виде присоединенной с касанием к внутренней поверхности корпуса и поворотной вокруг оси корпуса продольной перегородки 7, разделяющей корпус круглого, поперечного сечения вдоль на две камеры сегментных поперечных сечений: для поступающего на термообработку потока суспенэии и для отводимого потока термообработанной суспензии — теплоносителя.На конце корпуса установлены нагревательные элементы 8, например, выполненные из кольцевых изолированных между собой и подключенных к низковольтной электросети 380/220 В графитовых электродов. На конце продольной перегородки 7 установлена с касанием к корпусу 1 поворотная поперечная перегородка 9 с периферийными отверстиями 10 и 11 для подачи исходной и отвода термообработанной суспензии. Отверстия 10 и 11 расположены с разных сторон перегородки 7 на минимальном расстоянии и диаметрально противоположных периферийным входному отверстию 6 и сквозному трубопроводу в перегородке 5 соответственно. Перего1375572

55 мере 28 нагрева нагревательными элементами 8 до необходимой температуры о

100-250 С газожидкостная смесь суспензия-теплоноситель, перемещаясь в камерах 24 и 25, охлаждается стенками корпуса 1 и перегородок 19 и 7 до 100-20 С, омываемыми холодными потоками исходной суспензии, одновременно нагревая последнюю в камерах 22 и 23 до 100-230 С °

Таким образом, в предлагаемом устройстве совмещены функции регенеративного теплообменника, центрифуги, объемного насоса и парового двигате-. ля. Такое совмещение функций в одном устройстве позволяет повысить эффективность работы устройства и способа тепловой обработки суспензий за .счет уменьшения энергетических и материальных затрат, а также расширить об-. ласть их применения.

Пример. Осадок сточных вод температурой 15 С, влажностью 997 подают через входной патрубок 2, приемную кольцевую распределительную камеру 3 и отверстие 6 в поперечной перегородке 5 в камеру 22 расширения, образованную перегородками 5, 7, 9 и 19 и корпусом 1. Из камеры

22 в результате расширения противоположно ей расположенной камеры 24 при вращении перегородки 7 пусковым приводом 14 суспензию подают через щель 27 в смежную камеру 23 сжатия, а затем через отверстие 10 — в камеру 28 нагрева.

Нагретую током плотностью 5,0кА/м2 до 180 С в камере 28 нагрева суспенэию превращают в газожидкостную смесь и под давлением 10 ат подают через отверстие 11 в камеру 24 расширения.

Под действием разности давлений 9 ат .между камерой 22 и входным патрубком

2 обратный клапан 26 закрывают, а разностью давлений 9 ат между камерами 22 и 25 вращают перегородку 7 на

90, расширяют противоположные камео ры 22 и 24 в 4 раза и сжимают камеру

25 и 23 в 2 раза. Затем щель 27 между перегородками 19 и 7 закрывают, камеры 22 и 24 расширяют еще в 2 раза, открывают снова обратный клапан 26 и исходный осадок подают в расширенную камеру 22 с давлением 0,3 ат. При этом сжимают полностью камеры 23 и 25, вытесняют из них весь осадок через отверстие 10 в камеру 28 нагрева, а через отверстие 11 — в камеру 24.

Одновременно вращением S-образной перегородки 7 по часовой стрелке на о

90 вытесняют также из цилиндрического корпуса 1 через продольные в нем щели 20 радиальные перегородки 19.

Такой цикл перемещений осадка и перегородок 7 и 19 осуществляют за счет сил инерции привода 14 с перегородками 5, 7 и 9 и разности давлений 9 ат между камерами 24 и 22.

Затем под действием пружин 21 радиальные перегородки 19 возвращают в исходные положения в цилиндрический корпус 1, и цикл снова повторяют. Под действием давления 10 ат нагретой газожидкостной смеси в камере 28 нагрева вращением перегородки 7 расширяют камеры 22 и 24 при закрытом обратном клапане 26 и сжимают камеры 23 и 25.

При этом давление 10 ат и количество осадка в сообщающихся через щель

27 и отверстия 10 и 11 в камерах 22

23, 28 и 24 выравниваются, а из камеры 25 вытесняют разделившиеся центробежными силами термообработанные охлажденные очищенную воду через полый вал 12, камеру 16 в отводящий патпатрубок 18 и уплотненный осадок через трубопроводы 13, камеру 15 в отводящий патрубок 17. Нагретую до

180 С в камере 28 нагрева пароводяную сме сь осадок-теплоноситель перемещают в камерах 25 и 24, охлаждают ее стенками корпуса 1 и перегородок 7 о

Э

19 до 20 С, омывают холодными потоками исходного осадка эти стенки и одновременно нагревают поступающий в камеры 22 и 23 осадок до 170 С.

Оптимальную частоту циклических процессов одновременных расширения камер 22 и 24 -и сжатия камер 23 и 25 . вращением S-образной перегородки 7 и синхронным с ним возвратно-поступательным радиальным перемещением продольных радиальных перегородок 19 связанных с пружинами 21, устанавливают по оптимальной скорости регенеративного теплообмена через перегородки 19 и корпус 1 толщиной 0,002 М, равной 5 с . Коэффициент теплопередачи 2000 Вт/м град, поверхность регенеративного теплообмена увеличивается почти в 2 раза, поверхность передачи теплопроводностью увеличивается в

3,14 раза, предотвращается образование накипи и пригара на трущихся по— верхностях перегородок 7 и 19, общее тепловое сопротивление их уменьша1375572 родка 7 жестко соединена с полым валом 12 для отвода очищенной термообработанной жидкости. Для отвода шлама в камере 3 вмонтированы сквоз5 ные периферийные трубопроводы 13, соедине нные вме с те с полым валом 1 2 с приводом 14. Соединенные с полым валом 12 и трубопроводами 13 камеры 15 и 16 снабжены патрубками 17 и 18 для отвода очищенной жидкости и шлама соответственно.

Устройство снабжено дополнительными продольными радиальными перего родками 19, установленными в продоль- 15 ных щелях 20 цилиндрического корпуса 1 с возможностью возвратно-посту-, пательного радиального перемещения синхронно с вращением закрепленной на валу 12 продольной поворотной перего- 20 родки 7. Радиальные перегородки 19 соединены механически пружинами 21 между собой и образуют с перегородками 5, 7 и 9 и корпусом 1 дополнительные камеры 22-25, из которых про- 25 тивоположно расположены входные камеры 22 и 24 расширения с отверсти- ями 6, 10 и смежно с ними — выходные камеры 23 и 25 сжатия с отверстием

11 и,трубопроводами 13 соответствен- 30 но. В поперечном сечении закрепленная на валу 12 продольная перегородка 7 выполнена S-образной формы.

Входной патрубок 2 снабжен обрат-. ным клапаном 26; а часть полого вала

12> расположенная со стороны входно- го отверстия в поперечной перегородке 5, выполнена с возможностью образования щели 27 с радиальными перего- . родками 19. 40

Поперечная перегородка 9 с торцовой частью корпуса 1 с нагревательными элементами 8 образуют камеры

28 нагрева.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Подлежащую тепловой обработке суспензию температурой 5-30 С, влажностью

86-99,9 подают под давлением 0,11,0 aT перегородки 7 вращением пусКо- 50 вого привода 14 через неподвижный входной патрубок 2 с обратным клапаном 26, цилиндрическую распределительную кольцевую камеры 3 и отверстие в поперечной перегородке 5 в ка.меру 22 расширения, образованную перегородками 5, 7, 9 и 19 и корпусом

1. Отсюда через образованную между торцом перегородки 19 и половиной вала 12 щель 27 в результате расширения камеры 24 при вращении перегородки 7 пусковым приводом 14 суспензию подают из камеры. 22 в смежную ей камеру 23 сжатия, а затем через отверстие 10 в камеру 28 нагрева.

Нагретая до 100 — 250 С в камере нагрева суспензия превращается в гаэожидкостную смесь и под давлением

1, 1-25 ат поступает через отверстие

77 в камеру 24 расширения. При этом высокое давление в связанных между собой отверстиями 11 и 10 и щелью 27 камерах 24-22 выравнивается, обратный клапан 26 закрывается, а давление в камере 25 сжатия с открытыми трубопроводами 13 в атмосферу остается . близким к атмосферному 1 ат.

Под действием возникающей разности давлений 0,1-,24 ат между камерами . 22 и 25 продольная хордальная перегородка 7 продолжает вращаться по чао совой стрелке на угол 90 . Затем щель

27 между перегородками 19 и 7 закрывается, образующаяся при этом камера 22 расширяется, обратный клапан

26 открывается и исходная суспензия подается в камеру 22 расширения с упавшим в нем давлением до 0,1-1,0 ат.

Камера 23 сжимается, S-образная пере- . городка 7 под давлением 1,1-25 ат вытесняет из нее исходную суспензию через отверстие 10 в перегородке 9 в камеру 28 нагрева, а через отверстие 11 — в камеру 24, одновременно перемещая скользящие по ней торцами радиальные перегородки 19 через продольные щели 20 в крайние положения Этот цикл вращения перегоЭ о родки еще на 90 происходит за счет сил инерции привода 14 с поворотными перегородками и возникающей при этом разности давлений между камерами 24 и 22. Затем под действием пружин 21 радиальные перегородки 19 возвращаются в исходные положения в корпус 1, и цикл снова повторяется. Камера 24 расширяется и через отверстие 11 наполняется термообработанной газожидкостной смесью суспензией-теплоносителем, а камера 25 сжимается и из нее вытесняется разделившаяся центробежными силами при вращении термообработанная суспензия через полый вал

12, камеру 16 в отводящий патрубок 18 очищенной жидкости, а через трубопроводы 13, камеру 15 в отводящий патрубок 17 шлама. При этом нагретая в ка1375572

25

30 ется в 4 раза. Все это при одновременном совмещении функций теплообменника, центрифуги, насоса и двигателя приводит к уменьшению энергетических и материальных затрат в среднем в

2 раза, а также к раширению области применения этих способа и устройства для термообработки суспензии. 10

В результате теплообмена между термообработанными и поступающим осадками последний в течение 4 мин нагревается осадком-теплоносителем от 15 о до 170 С, а нагретый потоком за 1 мин о от 170 до 180 С осадок-теплоноситель охлаждается эа те же 4 мин до

20 С.

Повышение эффективности тепловой обработки осадка в устройстве заключено в сниженни температурного напора между исходным и термообрабоо таиным осадком с 16 до 5 С за счет снижения теплового сопротивления в

4 раза, энергетических и материальных затрат в среднем в 2 раза путем совмещения функций теплообменного устройства и центрифуги с функциями насоса и двигателя.

Формула изобретения

Устройство для тепловой обработки суспензий, содержащее цилиндрический корпус с патрубками ввода исходной суспензии и отвода обработанной жидкости и шлама, установленный по оси корпуса вал с приводом и продольной перегородкой, нагревательные элементы, приемную камеру между двумя поперечными перегородками с отверстиями и сквозными трубопроводами, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности тепломеханической обработки суспензии и расширения области применения за счет уменьшения энергетических и материальных затрат на процессы подачи, нагрева, охлаждения и перемещения исходной и нагретой суспензии, продольная перегородка выполнена S-образной формы, в вале выполнены продольные выемки, а в корпусе — продольные щели, устройство снабжено дополнительными продольными подпружиненными перегородками, установленными с возможностью возвратно-поступательного радиального перемещения и скольжения по выпуклым поверхностям вала и S-образной перегородки со стороны патрубка ввода исходной жидкости.

1375572

Составитель Л. Суханова

Редактор Л. Суханова Техред А,Кравчук

Корректор А. Тяско

Заказ 729/22 Тираж 851

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4