Устройство для разделения фаз

 

Изобретение относится к устройствам для разделения двух фаз различной удельной массы и может использоваться во всех отраслях промьппленности . Целью изобретения является повьшение эффективности разделения. Устройство содержит корпус, одна из стенок которого (верхняя или нижняя) выполнена ступенчатой. В противоположной стенке закреплены парал ельные вертикальные перегородки, свободные торцы которых размещены на расстоянии от вертикальных и горизонтальных плоскостей ступеней, уменьшающемся по ходу потока. Расстояние между перегородками может увеличиваться по ходу потока, а вертикально расположенная плоскость каждой ступени может быть выполнена S-образной. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (!91 (В

А1 (511 4 В 01 D 17/028

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHON1Y СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4069029/23-26 (22) 19.02.86 (46) 07.04.88. Бюл . Р 13 (71) Донецкое производственное объединение "Донецкуглеремонт" (72) П.Е.Семик, N.Ñ.Панчеха, А.М.Рагутский, Н.Д.Подгородецкий, Н.А.Скляров и Я.M.Ðàäêåâè÷ (53) 66.066.6(088.8) (56) Патент ФРГ Ф 2602123, кл. В 01 D !7/02, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ФАЗ (57) Изобретение относится к устройствам для разделения двух фаз различной удельной массы и может использоваться во всех отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение эффективности разделения.

Устройство содержит корпус, одна из стенок которого (верхняя или нижняя) выполнена ступенчатой. В противоположной стенке закреплены параллельные вертикальные перегородки, свободные торцы которых размещены на расстоянии от вертикальных и горизонтальных плоскостей ступеней, уменьшающемся по ходу потока. Расстояние между перегородками может увеличиваться по ходу потока, а вертикально расположенная плоскость каждой ступени может быть выполнена Б-образной.

2 э.п. ф-лы, 4 ил.

1386222

Изобретение относится к устройствам для разделения двух фаэ различного удельного веса и может использоваться во всех отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения.

На фиг. 1 изображено устройство для разделения фаз, вариант для отде- 10 ления тяжелой фазы от легкой; на фиг ° 2 — то же, вариант для отделения более легкой фазы от тяжелой; на фиг. 3 — то же, с увеличивающимся расстоянием между перегородками;- на фиг. 4 — то же, с Б-образными плоскостями ступеней.

Устройство для разделения фаз (фиг ° 1) содержит корпус 1 с входным

2,и выходным 3 отверстиями, внутри которого размещены установленные параллельно одна другой перегородки

4, имеющие нижние 5 и верхние 6 торцы. Нижние торцы 5 перегородок 4 закреплены в нижней части 7 корпуса 25

1, а верхние торцы 6 расположены на расстоянии от верхней части 8 корпуса 1. Перегородки 4 расположены вертикально, причем их высоту уменьшают по ходу очищенной среды. Верхняя часть 8 корпуса 1 изнутри имеет ступенчатую поверхность 9 с размещенными вертикально 10 и горизонтально 11 плоскостями.

Расстояние между верхними торцами

6 перегородок 4 и горизонтальной ii и вертикальной 10 плоскостями ступеней образуют лабиринт для протока жидкости, при этом зазоры 12 между перегородками 4 образуют емкости для накопления фильтрата. Расстояние между вертикальной 10, горизонтальной

11 плоскостями ступеней и верхним торцом 6 перегородок 4 уменьшают по ходу очищаемой среды. Предлагаемое устройство (фиг. 1) предназначено 45 для условий отделения вещества большей плотности, чем жидкость.

Устройство (фиг. 2) предназначено для отделения вещества меньшей плотности, чем жидкость, и отличается 50 тем, что ступенчатой выполнена нижняя стенка 8 корпуса, перегородки закреплены верхним торцом 6 в корпусе, а нижним — размещены на расстоянии от горизонтальной и вертикальной 55 плоскостей ступеней. Вертикально размещенная ппоскость ступеней может быть выполнена В-образной, а расстояние между вертикальными перегородкаками 4 может увеличиваться по ходу потока.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

Жидкость через входное отверстие 2 поступает внутрь корпуса 1 и проходит через лабиринт, образованный верхними торцами 6 перегородок 4 и горизонтальными 11 и вертикальными

10 плоскостями ступенчатой поверхности 9. При этом скорость потока жидкости изменяется по направлению и величине. Изменение скорости потока по величине обусловлено тем, что расстояния между торцами 6 перегородки 4 и горизонтальными плоскостями 11 ступенчатой поверхности 9, а также между вертикальными плоскостями 10 и верхним торцом 6 перегородок меньше зазора 12 между перегородками 4. При движении потока жидкости в пространство зазора 12 имеет место резкое расширение потока жидкости и уменьшение ее скорости.

В моменты поворота потока жидкости на частицы отделяемого вещества действуют инерционные силы, которые превышают силы Стокса и выводят частицы в спокойную зону пространства зазора t2 к нижней. части корпуса 1, где они накапливаются в виде осадка фильтрата, осаждаясь под действием сил тяжести. Регулируя расстояния между верхним торцом 6.перегородки 4 и, соответственно, плоскостями 10 и 11 ступенчатой поверхности 9,, а также зазоры 12 между перегородками 4, можно в широких пределах изменять значения скорости потока на его различных участках, а также инерционных сил, действующих на частицы отделяемого вещества. В результате возможно селективное разделение тяжелых и легких частиц отделяемого вещества либо можно производить классификацию частиц, если по ходу очищаемой среды указанные регулируемые расстояния в сечении потока жидкости последовательно уменьшать.

Вариант устройства (фиг. 2) для отделения вещества меньшей плотности, чем жидкость, работает аналогично на принципе разделения жидкости и ве-.. щества под воздействием инерционных сил, Жидкость подают через отверстие

2. При своем движении IIo зигзагообразному лабиринту 9 в момент пово1386222 рота потока жидкости действуют инерционные силы, причем на жидкость в большей степени, чем на отделяемое вещество, которое также может быть жидкостью, При выходе потока жидкости в пространство зазора 12 таким образом легкая фаза жидкости (отделяемое вещество) стремится всплыть с одной стороны (действие Архимедовой силы), а с другой подталкивается основной массой жидкости, которая стремится вниз под действием инерционных сил, возникающих при течении потока по радиусной траектории в момент входа в пространство зазора 12.

Легкая фаза жидкости накапливается в зазоре 12 у верхней части корпуса 1.

Последовательное уменьшение значений расстояний по ходу очищаемой среды (a, = Ь, а = Ь а = Ъ ) приводит к возрастанию инерционных сил в местах поворота потока жидкости за счет уменьшения радиуса кривизны и увеличения скорости потока. Это позволяет производить селективное разделение вещества, находящегося в жидкости, при этом в последней камере отделяется вещество (частицы) с минимальной разницей удельных масс вещества и жидкости.

Выполнение вертикально размещенной плоскости ступеней S-образной (фиг. 3) позволяет снизить гидравлические потери на данном участке тра- З5 ектории потока жидкости и уменьшить гидравлическое сопротивление устройства.

Увеличивая расстояния между перегородками b< b b Ъ4 можно вли- 40 ять на значение скорости потока в за,зоре 12, т.е. на ее относительное уменьшение, при этом значение соотношения скоростей на входе в зазор 12 и в самом зазоре 12 уменьшается, облегчаются условия вывода частиц отделяемого вещества из русла потока.

Этим повышается эффективность разделения.

Для отделения веществ большей и меньшей плотности, чем основная жидкость, можно последовательно соединить несколько устройств.

Предлагаемое устройство может быть использовано в гидравлике общего, горного машиностроения, а также для обогащения и разделения веществ.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

1 ° Устройство для разделения фаз, включающее корпус с входным и выходным отверстиями, одна из стенок которого выполнена ступенчатой, и параллельные вертикальные перегородки, закрепленные на стенке корпуса, противоположной ступенчатой стенке и установленные на расстоянии от .горизонтальных плоскостей ступеней, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения, перегородки установлены на расстоянии от вертикально размещенных плоскостей ступеней, при этом расстояние от перегородок до вертикальной и горизонтальной плоскостей ступеней выполнено уменьшающимся по ходу потока.

2; Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что расстояние между перегородками увеличивается по ходу потока.

3. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что вертикально расположенные плоскости ступеней выполнены S-образными.

1386222

1386222

Щч3

5 5

euz.4