Устройство для получения и подачи водогазовой смеси в объем обрабатываемой воды
Владельцы патента RU 2356844:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Казанский государственный технологический университет" (RU)
Изобретение относится к технике обработки и очистки воды и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей, химической, металлургической, целлюлозно-бумажной, пищевой и других отраслях промышленности. В устройстве для получения и подачи водогазовой смеси в объем обрабатываемой воды, содержащем вертикальную трубу с подтопленным в обрабатываемой воде нижним концом и дополнительную трубу, коаксиально установленную в верхнем конце вертикальной трубы, верхний конец вертикальной трубы сообщается с газовым пространством, верхний конец дополнительной трубы соединен с трубопроводом подачи воды, а на нижнем ее конце вмонтирован диффузор, под которым соосно и с зазором установлен обтекатель в форме конуса, обращенного вершиной вверх. Угол при вершине конуса обтекателя больше угла конуса при вершине диффузора. Изобретение обеспечивает повышение качества очистки воды. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к технике обработки и очистки воды и может быть использовано в нефтегазодобывающей, нефтегазоперерабатывающей, химической, металлургической, целлюлозно-бумажной, пищевой и других отраслях промышленности
Известно устройство для очистки жидкости (см. патент РФ №2222495, МКИ7 C02F 1/00, БИ №3, 2004 г.), в котором рассматриваемое устройство для получения и подачи газожидкостной смеси в объем обрабатываемой жидкости выполнено в виде вертикальной трубы с подтопленным в обрабатываемой жидкости нижним концом и с конфузором на верхнем конце, под которым установлена винтовая лопасть.
Прототипом является флотатор (см. патент РФ №2228910, MKH7 C02F 1/24, БИ №14, 2004 г.), в котором рассматриваемое устройство для получения и подачи водогазовой смеси в объем обрабатываемой воды содержит вертикальную трубу с подтопленным в обрабатываемой воде нижним концом, а верхний конец соединен с трубопроводом подачи воды, и дополнительную трубу, коаксиально установленную в верхнем конце вертикальной трубы и сообщенную с газовым пространством.
Общим недостатком указанных устройств является низкое качество обработки и очистки жидкости из-за низкой эффективности отсоса газа из газового пространства в вертикальную трубу потоком падающей в этой трубе исходной жидкости.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение качества очистки воды.
Задача осуществляется тем, что в устройстве для получения и подачи водогазовой смеси в объем обрабатываемой воды, содержащем вертикальную трубу с подтопленным в обрабатываемой воде нижним концом и дополнительную трубу, коаксиально установленную в верхнем конце вертикальной трубы, согласно изобретению верхний конец вертикальной трубы сообщен с газовым пространством, верхний конец дополнительной трубы соединен с трубопроводом подачи воды, а на нижнем ее конце вмонтирован диффузор, под которым соосно и с зазором установлен обтекатель в форме конуса, обращенного вершиной вверх, причем угол при вершине конуса обтекателя больше угла конуса при вершине диффузора.
На чертеже изображено предлагаемое устройство для получения и подачи водогазовой смеси в объем обрабатываемой воды.
Устройство содержит вертикальную трубу 1, нижний конец которой погружен в обрабатываемую воду, и дополнительную трубу 2, коаксиально установленную в верхнем конце вертикальной трубы. Верхний конец вертикальной трубы 1 выполнен открытым и сообщен с газовым пространством, а верхний конец дополнительной трубы 2 соединен с трубопроводом 3 подачи исходной воды. На нижнем конце дополнительной трубы 2 вмонтирован диффузор 4, под которым соосно и с зазором установлен обтекатель 5 в форме конуса, обращенного вершиной вверх. Угол при вершине конуса обтекателя 5 больше угла конуса при вершине диффузора 4, в результате чего между стенками обтекателя и диффузора образуется сужающийся кольцевой канал 6.
Устройство для получения и подачи водогазовой смеси в объем обрабатываемой воды работает следующим образом.
Подлежащая обработке и очистке от твердых и жидких примесей вода под давлением поступает по трубопроводу 3 в дополнительную трубу 2 сверху, из которой уходит в сужающийся кольцевой канал 6 между стенками диффузора 4 и обтекателя 5. В канале 6 скорость потока воды возрастает, и вытекающая из этого канала водяная струя создает устойчивую завесу в виде полого обращенного вершиной вверх усеченного конуса. При ударе о внутреннюю стенку вертикальной трубы 1 водяная струя отражается вниз, заталкивая частички газа из газового пространства над водяной завесой под эту завесу. Отраженная от стенки вертикальной трубы 1 водяная струя распадается на мелкие капли, которые при падении вниз вовлекают в совместное нисходящее движение газ, находящийся под водяной завесой, и мелкими частичками вбивают его в водяной столб подтопленного конца вертикальной трубы. В этом водяном столбе частички газа в виде пузырьков перемещаются движущимся вниз потоком воды и выталкиваются из вертикальной трубы 1 в нижний слой обрабатываемой воды. При всплывании в обрабатываемой воде вверх газовые пузырьки захватывают твердые и жидкие примеси, создавая на поверхности раздела фаз пену.
Технико-экономическая эффективность от использования изобретения достигается за счет повышения качества обработанной газом и очищенной от твердых и жидких примесей воды. Это стало возможным благодаря
соединению верхнего конца дополнительной трубы с трубопроводом подачи воды, что обеспечивает увеличение скорости поступающего в вертикальную трубу потока воды;
выполнению верхнего конца вертикальной трубы открытым, что обеспечивает непосредственный контакт поступающего в вертикальную трубу потока воды с газовым пространством;
установке на нижнем конце дополнительной трубы диффузора и размещенного под ним обтекателя с углом при вершине конуса, превышающим угол при вершине конуса диффузора, что обеспечивает большую скорость истечения водяной струи из кольцевого канала между стенками диффузора и обтекателя, придание этой струе направленного движения на стенку вертикальной трубы под углом, превышающим 90°, и интенсивное заталкивание частиц газа под водяную струю.
1. Устройство для получения и подачи водогазовой смеси в объем обрабатываемой воды, содержащее вертикальную трубу с подтопленным в обрабатываемой воде нижним концом и дополнительную трубу, коаксиально установленную в верхнем конце вертикальной трубы, отличающееся тем, что верхний конец вертикальной трубы сообщен с газовым пространством, верхний конец дополнительной трубы соединен с трубопроводом подачи воды, а на нижнем ее конце вмонтирован диффузор, под которым соосно и с зазором установлен обтекатель в форме конуса, обращенного вершиной вверх.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что угол при вершине конуса обтекателя больше угла конуса при вершине диффузора.
