Устройство для разделения несмешивающихся жидкостей с разной плотностью

 

Устройство состоит из емкости с входным и выходным патрубками. В емкости находятся поплавок с отводным патрубком, закрепленным на нем и соединенным с подвижным трубопроводом для отвода легкой жидкости. Поплавок имеет нулевую плавучесть в легкой жидкости, а отводной патрубок закреплен у его верхней кромки на боковой поверхности. Для защиты отводного патрубка на боковой поверхности поплавка выполнено продольное ребро. Отводной патрубок может быть установлен в продольном канале на боковой поверхности поплавка. Для улучшения текучести вязкой жидкости поверхности поплавка может быть выполнена обогреваемой. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Предлагаемое техническое решение относится к устройствам для разделения жидкостей и может быть использовано в автомобильной, химической, нефтеперерабатывающей промышленности и машиностроении.

Известно устройство для разделения несмешивающихся жидкостей с разной плотностью, содержащее емкость для сбора нефти, гибкую всасывающую трубу, присоединяемую к боковой стенке емкости, и стойку, монтируемую внутри емкости. Поплавок устанавливается на стойке, может перемещаться и связан с передним концом всасывающей трубы с помощью соединительной штанги. Входное всасывающее отверстие всегда располагается в зоне наличия нефти на поверхности воды и открывается в трубу для всасывания нефти. Один конец всасывающей трубы прикреплен к поплавку, а другой конец этой трубы соединен с емкостью через вакуумный насос, чтобы поддерживать давление внутри емкости ниже атмосферного.

Это устройство имеет узкую область применения.

Предлагаемое устройство для разделения несмешивающихся жидкостей с разной плотностью содержит емкость для сбора разделяемых жидкостей с входным и выходным патрубками, поплавок, покрывающий в основном всю поверхность жидкости, с установленным на нем отводным патрубком для отбора легкой жидкости и подвижный (гибкий гофрированный) трубопровод, соединенный с отводным патрубком, причем поплавок выполнен нулевой плавучести в легкой жидкости, а отводной патрубок закреплен в районе верхней кромки поплавка на его боковой поверхности.

Кроме того, на боковой поверхности поплавка может быть выполнено продольное ребро в районе отводного патрубка, отделяющее его от стенки емкости.

Кроме того, на боковой поверхности поплавка, покрывающей всю поверхность жидкости, может быть выполнен продольный канал, например в виде паза, в который устанавливается отводной патрубок.

Кроме того, поплавок может быть снабжен сменными грузами. Кроме того, поверхность поплавка может быть выполнена обогреваемой.

Целью предлагаемого технического решения является повышение надежности с одновременным упрощением конструкции, расширение области применения, например разделение летучих или ядовитых жидкостей.

Предлагаемое устройство отличается от прототипа тем, что поплавок выполнен нулевой плавучести в легкой жидкости, а отводной патрубок закреплен у его верхней кромки на боковой поверхности.

В частном случае выполнения отводной патрубок установлен в продольный канал, например в виде паза, который выполнен на боковой поверхности поплавка. Применение такого поплавка целесообразно при разделении летучих и ядовитых жидких веществ, так как при этом поверхность тяжелой жидкости полностью покрывается поплавком, а легкая жидкость собирается в незначительном объеме, ограниченном размерами сечения продольного канала, в данном случае паза. Кроме того, в частном случае выполнения устройства поплавок может быть снабжен сменными грузами, что расширяет область применения, так как одно и тоже устройство при необходимости можно применить без соответствующей доработки для широкого ряда разделяемых жидкостей (требуется только тарировка на определенную легкую жидкость. Кроме того, в частном случае выполнения поверхность поплавка (желательно нижняя и боковая в районе отводного патрубка) может быть выполнена обогреваемой, например с использованием электричества. Такое выполнение устройства увеличит надежность и эффективность отделения легкой жидкости, так как обычно обогрев уменьшает вязкость жидкости и прилипание ее к поплавку. Если заранее учесть расход и количество поступающей разделяемой смеси, можно изготовить емкость такой протяженности (расстояние между входным и выходным патрубками), что появляется возможность создания непрерывного процесса разделения жидкостей.

На фиг. 1 показано устройство для разделения несмешивающихся жидкостей, разрез; на фиг. 2 - вариант устройства для разделения летучих или ядовитых жидкостей.

Устройство для разделения жидкостей состоит из емкости 1 с размещенным в нем поплавком 2. Емкость 1 имеет подводящий патрубок 3 с вентилем 4 и отводящий патрубок 5 для тяжелой жидкости с вентилем 6. Патрубок 7 для отвода легкой жидкости соединен гибким трубопроводом 8 с отводным патрубком 9, закрепленным на боковой стенке поплавка у его верхней кромки в районе продольного ребра 10. Для лучших условий выкладывания гибкого трубопровода 8 на дно емкости выполнен поддерживающий кронштейн 11, к которому прикреплен трубопровод 8. Для регулирования плавучести поплавка 2 на его поверхности размещаются грузы 12. Нагревательные элементы 13, установленные на поверхности поплавка, при их включении придают лучшую текучесть и обеспечивают ее слив в холодное время года. В рабочем состоянии поплавок 2, обладая нулевой плавучестью, полностью погружен в легкую жидкость 14 и в идеальном случае нижней плоскостью касается поверхности более плотной жидкости 15.

На фиг. 2 сосуд герметично закрыт крышкой 16, в которой установлен патрубок 17 с вентилем 18 для подачи газа наддува, а на боковой поверхности поплавка выполнен продольный канал 19, в котором закреплен отводной патрубок 9.

Устройство работает следующим образом.

Емкость 1 через патрубок 3 при открытом вентиле 4 и закрытом вентиле 6 наполняют смесью двух жидкостей с разной плотностью, например эмульсией из воды и нефти, собранной с поверхности водоема. После расслоения жидкостей поплавок 2, имея нулевую плавучесть в нефти, займет в ее слое любое положение от ее поверхности до поверхности более плотной жидкости (воды) 15. Нулевая плавучесть достигается подбором грузов 12. В этом случае отводной патрубок 9, расположенный у верхней кромки на боковой поверхности поплавка, будет находиться в слое нефти. Причем расположение патрубка 9 выбирается так, чтобы в воде или иной более плотной жидкости этот патрубок находился над ее поверхностью. Так как поплавок 2 не обладает нулевой плавучестью в жидкости 15, то его поверхность на некотором расстоянии от верхней кромки будет находиться в воздухе (газовой среде). В этом промежутке от верхней кромки поплавка до поверхности жидкости должен быть установлен отводной патрубок 9. Через этот патрубок, гибкий трубопровод 8 и патрубок 7 легкая жидкость отводится в емкость для нее предназначенную. Легкая жидкость сливается до тех пор, пока поплавок 2 не всплывет в тяжелой жидкости до уровня, обеспечивающего выход патрубка 9 в газовую среду. Тяжелая жидкость отводится через патрубок 5 при открытом вентиле 6. Процесс разделения может идти непрерывно при постоянном подводе через патрубок 3 смеси двух жидкостей и сливе тяжелой жидкости через патрубок 5. При этом легкая жидкость, достигая уровня отводного патрубка 9, будет переливаться и отводиться по трубопроводу 8.

Особенностью варианта устройства, изображенного на фиг. 2, является вытеснение легкой жидкости давлением газа наддува, подаваемого через патрубок 17 при открытом вентиле 18, при этом если жидкости являются ядовитыми, можно исключить их контакт с окружающей средой. Так, например, на испытательных станциях растворенный в смеси хладона-113 и спирта несимметричный диметилгидразин вымывают водой, которую после отстоя отводят на очистку. В предлагаемом устройстве вода с растворенным в ней несимметричным диметилгидразином отводится по гибкому трубопроводу 8, а более тяжелый хладон-113 сливается через патрубок 5 для повторного использования.

Ребро 10, выполненное на поплавке 2, позволяет избежать повреждений патрубка 9. Такую же функцию выполняет канал 19 (фиг. 2), но он, кроме того, позволяет собирать тонкие слои легкой жидкости в достаточно высокий столб, так как сечение этого канала может быть близким к сечению отводного патрубка 9.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ НЕСМЕШИВАЮЩИХСЯ ЖИДКОСТЕЙ С РАЗНОЙ ПЛОТНОСТЬЮ, содержащее емкость для сбора разделяемых жидкостей с входным и выходным патрубками, поплавок с отводным патрубком, закрепленным на нем и соединенным с подвижным трубопроводом для вывода легкой жидкости, отличающееся тем, что поплавок выполнен с нулевой плавучестью в легкой жидкости, а отводной патрубок закреплен у верхней кромки поплавка на боковой поверхности.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на боковой поверхности поплавка выполнено продольное ребро в районе отводного патрубка, отделяющего его от стенки емкости.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что боковая поверхность поплавка выполнена с продольным каналом, а отводной патрубок установлен в продольном канале.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поплавок снабжен сменными грузами.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поверхность поплавка выполнена обогреваемой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2