Устройство для очистки сточных и природных вод от механических примесей
Изобретение относится к технике очистки жидкости, в частности к устройствам для выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил, и предназначено для использования в системах очистки сточных и природных вод от механических примесей. Цель изобретения - повышение эффективности и интенсификации процесса выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил. Для этого узел ввода выполнен в виде патрубка, прикрепленного к торцу гидродинамической трубы под углом 125-140° к ее оси, а также под углом относительно плоскости торца. Патрубок ввода имеет диаметр, равный 0,5-0,7 диаметра гидродинамической трубы, а центральный канал узла вывода имеет диаметр, равный 0,5-0,6 диаметра гидродинамической трубы. Интенсификация процесса центробежного разделения твердой и жидкой фаз достигается путем создания стабильного сложного вращательно-поступательного движения потока, что исключает торможение потока в месте соединения потоков, создаваемых каналом ввода. При этом устраняется возможность выпадания тяжелых взвесей в одном из каналов узла ввода и отложения этих взвесей с сокращением проходного сечения и необходимостью механического или химического удаления этих отложений из узла ввода. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
1611453 А1 (sl)s В 04 С 3/06
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР о
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4395940/30-26 (22) 09.02.88 (46) 07.12.90. Бюл. М 45 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по охране вод и Курская атомная электростанция (72) И.В.Перминов, В.А.Агибалов, А.В.Попов и Б.С.Чекалин .
О (53) 66.067.57 (088,8) (56) Патент СССР hb 1024003, кл. В 04 С 11/00, 1983.
Авторское свидетельство СССР
М 1287946, кл. В 04 С 5/12, 1987.
Авторское свидетельство СССР
М 545389, кл. В 04 С 3/06, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ И ПРИРОДНЫХ-ВОД ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ (57) Изобретение относится к технике очистки жидкости, в частности к устройствам для выделения твердого вещества из потока .жидкости в поле центробежных сил, и предназначено для использования. в системах очистки сточных и природных вод от механических примесей. Цель изобретения — поИзобретение относится к технике очистки жидкости, в частности к устройствам для выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил. и предназначено для использования в системах очистки сточных и природных вод от механических примесей (шлак, песок, почва, органические вещества и т.д,).
Цель изобретения — повышение эффективности и интенсификация процесса выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил.. вышение эффективности и интенсификации процесса выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил.
Для этого узел ввода выполнен в видй патрубка, прикрепленного к торцу гидродинамической трубы под углом 125 — 140 к ее оси, а также под углом относительно плоскости торца. Патрубок авода имеет диаметр, равный 0,5-0,7 диаметра гидродинамической трубы, а центральный канал узла вывода имеет диаметр. равный 0,5-0,6 диаметра гидродинамической трубы, Интенсификация процесса центробежного разделения твердой и жидкой фаз достигается путем создания стабильного сложного вращательно-поступательного движения потока, что исключает торможение потока в,месте соединения потоков, создаваемых каналом ввода. При этом устраняется воэможность аыпадания тяжелых взвесей в одном из каналов узла ввода и отложения этих взвесей с сокращением проходного сечения и необходимостью механического или химического удаления этих отложений из узла ввода.
2 з.п, ф-лы, 3 ил., 1 табл.
На фиг.1 изображено устройство для очистки сточных и природных вод, общий вид а разрезе; на фиг.2 — разрез.А-А на фиг.1; на фиг.3 — вид Б на фиг.1.
Устройство для очистки сточных и природных вод от механических примесей включает.корпус 1, имеющий узел авода в виде патрубка 2 и узел вывода, выполненный в аиде коаксиально расположенных центрального канала 3 и наружного канала
4 с патрубком 5 отвода тяжелых взаесей.
1611453
10- ры устройства: уголь = 130; угол а = 45-50, Корпус 1 выполнен в виде гидродинамической горизонтально установленной трубы, к одному закрытому торцу 6.которой прикреплен патрубок 2 ввода, а к другому открытому концу прикреплен узел вывода своим наружным каналом 4, диаметр которого равен диаметру гидродинамической трубы, т.е, корпусу 1.
Патрубок 2 ввода соединен с напорным трубопроводом (не показан) и прикреплен к торцу 6 гидродинамической трубы под углом а и под углом P - 125 — 140 к ее оси.
Угол наклона а между осью патрубка 2 ввода и плоскостью торца 6 гидродинамической трубы, т.е. корпуса 1, равен 40-55 (фиг.3). Диаметр патрубка 2 ввода равен
0,5-0,7 диаметра гидродинамической трубы, Патрубок 2 авода прикреплен к торцу 6 так, что его верхняя образующая совмещена .с верхней образующей гидродинамической трубы (фиг.1).
Центральный канал 3 размещен коаксиально в наружном канале 4 и установлен с уплотнением и возможностью перемещения вдоль оси в закрытом торце 7 наружного канала 4, а входной конец центрального канала 3 установлен с возможностью перемещения в свободно установленной внутри наружного канала 4 опоре 8. Расстояние L от торца центрального канала 3 до торца 6 гидродинамической трубы с диаметром 2 ввода устанавливается по формуле
L « а sl P полученной путем ряда математических преобразований
4„dpi 4« Qp(2 О }
Ор0 а sinP Q p D a sinP
4иД,(21 О } Д2
Q>zg„p ав1пД где L — расстояние от торца центрального канала узла вывода до торца гидродинамической трубы с патрубком ввода, мм;
Q — расход очищаемого потока, м /ч; з
p — плотность потока, г/см; з, ! — момент инерции;
P — угол между осевыми линиями узла ввода и гидродинамической трубы, град;
Π— диаметр гидродинамической трубы, мм;
d — диаметр входного патрубка, мм; а — расстояние между центрами .вертикальных сечений; гидродинамической тру- . бы и осевой проекции входного патрубка, мм (фиг.2)..
К центральному каналу 3 присоединен трубопровод 9 осветленной жидкости. Диаметр наружного канала 4 равен диаметру гидродинамической трубы, т.е. корпусу 1.
Устройство работает следующим.образом, Подлежащие очистке сточные или природные воды напорным трубопроводом под напором, создаваемым известными способами, подаются через патрубок 2 в рабочую полость корпуса 1, т.е. в рабочую полость гидродинамической трубы, где сразу же в момент поступления за счет напора и крепления под углом патрубка 2 к торцу 6 поступающая вода приобретает сложное вращателъно-поступательное движение с выделением твердой фракции к стенкам и за счет течения от торца 6 к торцу 7 твердые фракции отгоняются к патрубку 5 и выводятся из корпуса 1.
Сложное вращательно-поступательное движение потока имеет траекторию вытянутой спирали с обязательным условием создания не менее двух полных витков спирали по ходу движения потока в гидродинамической трубе. Последнее условие необходимо для эффективного разделения твердой и жидкой фракций потока.
После разделения фракций твердая фракция отгоняется к патрубку 5 и поступает в специальные отходосборники (не показаны), а жидкая фракция (очищенный водный поток) поступает в центральный канал 3 и далее трубопроводом 9 направляется потребителю либо сбрасывается в водный объект. В ряде случаев твердая фракция, поступившая в отходосборник, может использоваться. Например, при высокой концентрации органических веществ твердая фракция мо>кет быть применена в качестве сел ьскохозя йствен н ых удобрений.
В таблице приведены результаты расчетов, произведенных на основе опыта, про веденного при оптимальных параметрах, но малом расходе очищаемого водного потока.
Опыт проводят при таких параметрах:
p = 130, а = 45-50 ; d = 0,6D; d = 0,55D, при этом содержание механических примесей 2500 Mr/л. На выходе из патрубка 9 определена степень очистки от механических примесей, составившая 2-3 мг/л механических примесей, Исходя из выявленных закономерностей выполнены расчеты для каждого из предлагаемых параметров.
Из приведенных данных видно, что оптимальными являются следующие параметдиаметр входного патрубка d = 0 6D; диа-, метр центрального узла вывода d = 0,55D.
При указанных значениях параметров ре1611453
Угол/3 между осевыми линиями узла ввода и гидродинамической трубы, град
Расстояние
1. от торца и центрального канала узла ввода до торца гидродинамиче кой трубы, м
Содержание взвеш нных веществ в исходной во å 2500 мг/л
Угол а между осью патрубка ввода и плоскостью торца гидродинамическОЙ трубы, град
Диаметр d центрального канала узла вывода (0,5-0,6) О»
xD, мм
Диаметр d входного патрубка (О;5-0,7) D, мм
Номер пlп
Степеньочис1ки (остаточное содержание веществ в очищенной воде ), мг/л
45-50
45-50
45-50
45-50
45-50
45 — 50
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,55
0,55
0,55
0,55
0.55
0,55
145
11,67
12,9
14,17
15,4
15,6.
17,83
45-50
0,55.
17.83
0,45
130 жим работы устройства можно считать наилучшим, так как выполняются основные требования к устройству: высокая степень очистки водного потока, высокая производительность работы установки (выше чем в 5 подобных устройствах такого типа), надежность и стабильность работы устройства при сравнительно небольших эксплуатационных и капитальных затратах.
При сбросе очищенного потока в вод- 10 ни; . бъект природе не наносится экологический ущерб, Формула изобретения
1. Устройство для очистки сточных и природных вод от механических примесей, 15 включающее корпус в виде гидродинамической трубы, соединенный с напорным трубопроводом, узел ввода и узел вывода, последний выполнен в виде коаксиально расположенных центрального и наружного 20 каналов, установлен соосно гидродинамической трубе и имеет диаметр наружного канала, равный диаметру гидродинамической трубы, отл и ча ю щеес я тем, что, с целью повышения эффективности и интен- 25 сификации процесса выделения твердого вещества из потока жидкости в поле центробежных сил, узел ввода выполнен в виде патрубка, прикрепленного под углом к плоскости торца гидродинамической трубы и под углом 125-140 к оси гидродинамической трубы, патрубок ввода имеет диаметр, равный 0,5-0,7 диаметра гидродинамической трубы, а центральный канал узла вывода имеет диаметр, равный 0,5-0,6 диаметра гидродинамической трубы, при этом расстояние от торца центрального канала узла вывода до торца гидродинамической трубы с патрубком ввода (L, мм) устанавливается по формуле
_#_d
2 а з!пД где d — диаметр входного патрубка, мм; а — расстояние между центрами вертикальных сечений: гидродинамической трубы и осевой проекции входного патрубка, мм;
j3 — угол между осевыми линиями узла ввода и гидродинамической трубы, град.
2. Устройство по и.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что патрубок ввода с плоскостью торца гидродинамической трубы составляет угол 40 — 55О.
3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что верхняя образующая патрубка ввода совмещена с верхней образующей гидродинамической трубы.
8-12
4-6
2-3
1-2
0 (однако неоправданно возрастает величина L)
Степень очистки снижатся, так как теряет стабильность проесс зак
1611453
Продолжение таблицы
Номер пlп Содержание взвешенных веществ в исходной вое 2500 мг/л
17,83
130
0.55
0.5
0,55
45-50
0.55
17,83
11
12
130
45-50
45-50
45-50
45-50
0,6
0,65
0,7
0,75
0.55
0,55
0,55
0,55
17,83
17,83
17,83
17,83
17,83
0,45
0,6
130
0,5
0,6
130
130
0,55
0,6
17,83
Уголь между осевыми линиями узла ввода и гидродинамической трубы, град
Расстояние
L от торца и центрального канала узла ввода до торца гидродинамической трубы, м
Диаметр d входного патрубка (0,5-0,7) О,. мм
Диаметр d центрального канала узла вывода
0,5-0,6 D
xD, мм
Угол а между осью патрубка ввода и плоскостью торца гидродинамической трубы, град
Стикнь очи ки (остатсиное содержание вещвсчв B очи щенной воде j, мг/л чивания потока
На степень очистки не влияет, производительность max
На степень очистки не влияет, производительность достаточная.
То же
На степень очистки не влияет, но падает производительность
Степень очистки снизится за счет попадания взвесей в очищенный
- поток
На степень очистки не влияет, 1 — 2 мг/л
То же
1611453
ПРодолжение таблицы содержание взвешенных веществ в исходной во2500мг/л
Номер пlп
f7,83
17,83
130
0,6
0,65
17
0,6
0,6
45-50
45-50 и
17,83
0,6
0,55
17,83
130
0,55
0,55
0,55
0,55
21
22
0,6
0,6.
0,6
130
17,83
17,83
17,83
17,83
0,6
0,55
130
24
Уголь между осевыми линиями узла ввода и гидродинамической трубы, градРасстояние бorторцэ и центрального канэлаузла авода до торца гидродинамической трубы, м
Диаметр d входного патрубка (0,5-0,7) O„ мм
Диаметр 4 центрального канала узла вывода (0,5-0,6) 0
xD. мм
Угол а между осью пат рубка ввода и плоскостью торца гидродинамической трубы, град
Степеньснистки(осппщнов содержание веществ в опт НоА водами мг/л
Степень очистки будет высокой, но увеличатся потери очищенной воды
Степень очистки снижается за счет затухания вращательного движения потока
Степень . очистки колеблется в пределах
1-3 мг/л
То же и
Степень очистки мо.жет незначительно ухудшиться до 2-4 мг/л
Процесс разделения, дестабилизируется, резкое увеличение величины L
1611453.Редактор С,Пекарь
Составитель А,Тазова
Техред М;Моргентал
Корректор Т,Палий
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
Заказ 3789 Тираж 463 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5
