Гидравлический смеситель для обработки воды коагулянтами

Авторы патента:

Ветрова Анжелика Амировна (RU)

Васильева Дарья Дмитриевна (RU)

Бирюлин Игорь Борисович (RU)

B01F5/00 - Струйные смесители (распылители, форсунки B05B); смесители для оседающих веществ, например твердых частиц (B01F 13/04 имеет преимущество; центробежные смесители B04)

Владельцы патента RU 2503490:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Астраханский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области перемешивания и растворения жидкостей и может быть применимо в водоочистке и других отраслях промышленности. Гидравлический смеситель для обработки воды коагулянтами содержит отрезок трубы с цилиндром, с размещенной в нем решеткой-турбулизатором, распределитель реагента, выполненный в виде кольца с распределительными трубками, конусообразный бачок с радиальными трубками с отверстиями. Новым является то, что цилиндр установлен в средней части отрезка трубы диаметром, большим, чем сам отрезок, решетка-турбулизатор выполнена из вертикальных и горизонтальных стержней, имеющих прикрепленную к последним сверху витую ленту с чередующей закруткой, правой и левой, кольцевой коллектор, соединенный со штуцером подвода реагента, имеет с внутренней поверхности отверстия, диаметр которых возрастает книзу, соединен с накопителем реагента распределительными трубками, имеющий прикрепленную к нему в центре слева втулку и калиброванное отверстие, а справа перфорированный цилиндр с отверстиями, установленный коаксиально внутри конусообразного бачка с отверстиями, к которому радиально прикреплены распределительные трубки, имеющие торцевые заглушки и отверстия. Техническим результатом изобретения является улучшение процесса коагуляции за счет дополнительных устройств, обеспечивающих закрутку и турбулентность двигающегося по трубе водяного потока. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к области перемешивания и растворения жидкостей и может быть применимо в водоочистке и других отраслях промышленности. Известно устройство для закручивания потока, содержащее размещенный на внутренней поверхности трубопровода спиралевидный участок с повышенным гидравлическим сопротивлением, выполненный в виде полосы с шероховатостью, большей, чем шероховатость внутренней поверхности трубопровода (АС №1560844, СССР).

Известное устройство не обеспечивает достаточное перемешивание жидкостей с коагулянтом без дополнительных устройств для этой цели. Известно верхнее распределительное устройство водоподготовительных скоростных фильтров, включающее перфорированный цилиндр, расположенный в водяной подушке, и коллектор для подвода исходной воды, причем оно снабжено дополнительным цилиндром, установленным коаксиально внутри основного цилиндра и соединенным с коллектором посредством распределительных трубок, оппозитно расположенных одна к другой (АС №493233, СССР).

Известное распределительное устройство в двигающемся водяном потоке неэффективно использовать как смеситель.

Наиболее близок к изобретению по технической сущности и достигаемому результату гидравлический смеситель для обработки воды коагулянтами и флокулянтами, содержащий трубу, размещенные внутри нее турбулизатор и распределитель реагентов, выполненный в виде радиальных трубок с отверстиями, причем турбулизатор установлен перед распределителем (АС №904755, СССР).

Известный гидравлический смеситель недостаточно позволяет улучшить процесс коагуляции из-за недостаточной закрутки и турбулентности движущегося по трубе водяного потока.

Задачей настоящего технического решения является улучшение процесса коагуляции за счет дополнительных устройств, обеспечивающих закрутку и турбулентность двигающегося по трубе водяного потока.

Поставленная задача достигается тем, что предложен гидравлический смеситель для обработки воды коагулянтами, содержащий отрезок трубы с цилиндром, с размещенной в нем решеткой-турбулизатором, распределитель реагента, выполненный в виде кольца с распределительными трубками, конусообразный бачок с радиальными трубками с отверстиями, согласно изобретению цилиндр установлен в средней части отрезка трубы диаметром, большим, чем сам отрезок.

Решетка-турбулизатор выполнена из вертикальных и горизонтальных стержней, имеющих прикрепленную к последним сверху витую ленту с чередующейся закруткой, правой и левой. Кольцевой коллектор соединен со штуцером подвода реагента, имеет с внутренней поверхности отверстия, диаметр которых возрастает книзу, соединен с накопителями реагента распределительными трубками. Накопитель имеет прикрепленную к нему в центре слева втулку и калиброванные отверстия, а справа перфорированный цилиндр с отверстиями, установленный коаксиально внутри конусообразного бачка с отверстиями, радиально к которому прикреплены распределительные трубки, имеющие торцевые заглушки и отверстия. Внутри отрезка трубы до цилиндра размещен спиралевидный участок с повышенным гидравлическим сопротивлением, выполненный в виде полосы с шероховатостью, большей, чем внутренняя шероховатость трубы с правой закруткой, а после цилиндра выполнена идентичная полоса с левой закруткой.

На чертежах представлен гидравлический смеситель для обработки воды коагулянтами, где на фиг.1 - общий вид смесителя в разрезе, на фиг.2 - сечение А-А, решетка-турбулизатор, на фиг.3 - сечение В-В, распределитель реагентов и на фиг.4 - устройство для подвода реагентов. Гидравлический смеситель для обработки воды коагулянтами содержит отрезок трубы 1, в средней части которого установлен цилиндр 2 большего, чем труба 1, диаметра. В цилиндре 2 установлена решетка-турбулизатор 3 с вертикальными стержнями 4 и горизонтальными стержнями 5, имеющими прикрепленную к ним сверху витую ленту 6 с чередующейся закруткой (правой и левой). Устройство для подвода реагентов из входного штуцера 7, соединенного с кольцевым коллектором 8, имеющим отверстия 9 и распределительные трубки 10, прикрепленные к накопителю реагента 11, имеющему прикрепленную к нему в центре слева втулку 12 и калиброванное отверстие 13, а справа перфорированный цилиндр 14 с отверстиями 15, установленный коаксиально внутри конусообразного бачка 16 с отверстиями 17, радиально к которому прикреплены распределительные трубки 18, имеющие торцевые заглушки 19 и отверстия 20. Внутри отрезка трубы 1 до цилиндра 2 размещен спиралевидный участок 21 с повышенным гидравлическим сопротивлением, выполненный в виде полосы с шероховатостью, большей, чем внутренняя шероховатость трубы 1 с правой закруткой, а после цилиндра 2 идентичная полоса 22 с левой закруткой. Калиброванное отверстие 13 выполняется из расчета потока обрабатываемой воды 10-15% от общего количества.

Скорость потока V₁ и давления p₁ до цилиндра 2 из расчета неразрывности струи будет выглядеть следующим образом.

V₁p₁=V₂p₂=V₃p₃,

где V₂ - скорость потока в цилиндре 2,

р₂- давление потока в цилиндре 2,

V₃ - скорость потока на выходе из трубы 1,

p₃- давление потока на выходе из трубы 1.

Как видно, в цилиндре 2 V₂ уменьшается, а давление р₂ возрастает, что способствует смешиванию за счет разбиения завихрения потока, его турбулизация возрастает и происходит интенсивное смешивание воды с коагулянтами. На выходе из цилиндра 2 смешивание не ослабевает, а возрастает за счет закрутки потока лентой 22.

В кольцевом коллекторе 8 отверстия 9 выполнены во внутренней его части из расчета выхода струи коагулянта под углом 90 градусов к потоку обрабатываемой воды. Диаметр отверстий 9 увеличивается к низу обеих полуколец коллектора 8 из расчета выхода коагулянта 20% от общего количества.

Из отверстий 17, выполненных в конусообразном бачке 16, выход коагулянта предполагается до 40% от общего количества, а из отверстий 20 распределительных трубок 18 выход коагулянта также предполагается порядка 40% от его общего количества.

Отверстия 20 в распределительных трубках 18 расположены симметрично относительно оси трубы 1.

Гидравлический смеситель работает следующим образом.

Подлежащая обработке реагентом вода в отрезке трубы 1 за счет полосы 21 получает крупную закрутку, например, по часовой стрелке, проходящей через решетку-турбулизатор 3, где происходит образование вихрей и мелкая закрутка от горизонтальных стержней 5 с витой лентой 6, что существенно повышает турбулентность потока. 10-15% воды затекает через втулку 12 и отверстие 13 в накопитель 11 и смешивается с реагентом. 90% воды проникает через струевую завесу реагента, поступающую через отверстия 9 коллектора 8, ударяется в распределительные трубки 10 с образованием дополнительных вихрей, смешивается с 20% реагента, затем обтекает бачок 16 и распределительные трубки 18, смешивается с остальными 80% реагента, уже частично смешанными в бачке 16. На выходе смеси из цилиндра 2 она получает закрутку против часовой стрелки за счет полосы 22 и выходит из отрезка трубы 1.

Предлагаемое устройство позволяет значительно улучшить процесс коагуляции по сравнению с известными смесителями на 15-20%.

1. Гидравлический смеситель для обработки воды коагулянтами, содержащий отрезок трубы с цилиндром, с размещенной в нем решеткой-турбулизатором, распределитель реагента, выполненный в виде кольца с распределительными трубками, конусообразный бачок с радиальными трубками с отверстиями, отличающийся тем, что цилиндр установлен в средней части отрезка трубы диаметром, большим, чем сам отрезок, решетка-турбулизатор выполнена из вертикальных и горизонтальных стержней, имеющих прикрепленную к последним сверху витую ленту с чередующей закруткой, правой и левой, кольцевой коллектор, соединенный со штуцером подвода реагента, имеет с внутренней поверхности отверстия, диаметр которых возрастает книзу, соединен с накопителем реагента распределительными трубками, имеющим прикрепленную к нему в центре слева втулку и калиброванное отверстие, а справа перфорированный цилиндр с отверстиями, установленный коаксиально внутри конусообразного бачка с отверстиями, к которому радиально прикреплены распределительные трубки, имеющие торцевые заглушки и отверстия.

2. Гидравлический смеситель по п.1, отличающийся тем, что внутри отрезка трубы до цилиндра размещены спиралевидный участок с повышенным гидравлическим сопротивлением, выполненный в виде полосы с шероховатостью, большей, чем внутренняя шероховатость трубы с правой закруткой, а после цилиндра выполнена идентичная полоса с левой закруткой.

Изобретение относится к способу формирования в контейнере смеси и может использоваться для создания диффузного узора из компонентов, имеющих разные визуальные характеристики.

Устройство для смешения потоков текучей среды (варианты) // 2468857

Изобретение относится к смешению двух или более потоков текучей среды и может использоваться в реакторах каталитического парциального окисления. .

Изготовление отдельных твердых частиц из полимерного материала // 2466931

Изобретение относится к способу получения органических смол в виде гранул из жидких исходных веществ (промежуточных продуктов), которые подвергаются быстрой полимеризации в заданном режиме, и устройству для формирования отдельных твердых гранул полимерного материала.

Способ эмульгирования и устройство для его осуществления // 2461415

Изобретение относится к пищевой и химической промышленности, а именно к приготовлению тонкодисперсных эмульсий в системах, состоящих из взаимно нерастворимых компонентов, например водной фазы и масла.

Смеситель // 2459656

Изобретение относится к смесителям, применяемым при очистке природных и сточных вод, и может быть использовано для смешения реагентов и/или воздуха с водой. .

Устройство для быстрого смешения реагентов // 2455055

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для очистки оборотных, природных поверхностных и подземных вод для хозяйственных и питьевых целей. .

Диспергатор // 2430774

Изобретение относится к диспергаторам и может использоваться для подготовки к сжиганию в двигателях внутреннего сгорания, котлах, турбинах различных топливных смесей, содержащих воду.

Диспергатор // 2430773

Изобретение относится к диспергаторам и может быть использовано при подготовке к сжиганию в двигателях внутреннего сгорания, котлах, турбинах различных топливных смесей, содержащих воду.

Способ и устройство для смешивания газообразной текучей среды с большим объемным потоком газа, в частности, для введения восстановителя в содержащий оксиды азота дымовой газ // 2429055

Изобретение относится к смешиванию потока текучей среды с большим объемным потоком газа и может применяться для введения восстановителя в содержащий оксиды азота дымовой газ.

Струйный реактор для проведения поверхностной обработки наночастиц // 2424049

Изобретение относится к химической промышленности. .

Способ перемешивания жидких и газообразных сред и статический смеситель для его осуществления // 2506120

Изобретение относится к химической, легкой и другим отраслям промышленности и может использоваться для перемешивания различных смол, лаков, красок, а также газообразных сред. Способ включает подачу обрабатываемой среды в статический смеситель и вывод из него через соответствующие патрубки, разделение обрабатываемой среды на струи при прохождении ее через завихрители со сквозными отверстиями и завихрение струй обрабатываемой среды на завихрителях без сквозных отверстий. Перед разделением обрабатываемой среды на струи осуществляют равномерное распределение и совмещение компонентов обрабатываемой среды по большой площади в единицу времени в равномерном зазоре, образованном патрубком ввода одного из компонентов обрабатываемой среды и стенкой корпуса статического смесителя, а завихрение струй обрабатываемой среды проводят дополнительно путем их встречного соударения друг с другом в отсеке интенсивного перемешивания статического смесителя. Статический смеситель содержит цилиндрический корпус с патрубками ввода и вывода обрабатываемой среды, в полости которого последовательно размещены завихрители, часть которых выполнена со сквозными отверстиями, при этом завихрители без сквозных отверстий расположены за завихрителями со сквозными отверстиями. Один из патрубков ввода обрабатываемой среды образует со стенкой цилиндрического корпуса равномерный зазор и имеет по периферии распределительные отверстия, торец этого патрубка закрыт заглушкой, на которой закреплен цилиндрический кожух с отверстиями. На внешней поверхности цилиндрического кожуха расположены запорные кольца, имеющие внешний диаметр, равный внутреннему диаметру цилиндрического корпуса, и в совокупности с его стенками и стенками цилиндрического кожуха образующие отсеки тангенциального смешения обрабатываемой среды. Между запорными кольцами внутри цилиндрического кожуха перпендикулярно его оси установлены запорные диски, диаметр которых равен внутреннему диаметру цилиндрического кожуха, образующие в совокупности с его поверхностью отсеки интенсивного перемешивания обрабатываемой среды. Изобретение обеспечивает качественное смешение различных обрабатываемых сред в широком диапазоне их расхода и упрощение конструкции используемого смесителя. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Статический смеситель // 2509601

Изобретение относится к смесительным устройствам непрерывного действия и может быть применено для приготовления однородных смесей и эмульсий при перемешивании потоков жидкостей и газов в различных областях химической промышленности, нефтехимии, нефтегазопереработке, фармацевтике, жилищно-коммунальном хозяйстве и пищевой промышленности. Смеситель содержит цилиндрический корпус с днищем и фланцем и герметично закрепленную на нем торцовую крышку. На крышке выполнены штуцеры входа подлежащих перемешиванию потоков, а на днище - штуцер выхода смеси. С внутренней стороны крышки на отверстиях входных штуцеров смонтированы смесительные насадки в виде винтовых цилиндрических пружин, которые закручивают и завихряют перемешиваемые потоки. Внутри насадок неподвижно установлены штанги с закрепленными на них каплевидными растекателями, направляющими перемешиваемые потоки к внутренним винтовым поверхностям пружинных смесительных насадок. К концам штанг растекателей может быть закреплен винтовой цилиндрический змеевик теплообменника, выполняющий наряду со своим прямым назначением также и функцию смесительной насадки. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности перемешивания. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ и устройство для использования смесительных элементов в системах уф-обеззараживания сточных вод/оборотной воды // 2515315

Изобретение относится к системам ультрафиолетового излучения, применяемым для уничтожения микроорганизмов, и в частности к способу перемешивания жидкостей в системах, в которых используется ультрафиолетовый свет для обеззараживания жидкостей. Ультрафиолетовые лампы размещаются в потоке жидкости, а модули со смесительными элементами треугольной формы расположены на определенном расстоянии друг от друга вдоль каждой лампы, при этом множество модулей смесительных элементов создает четыре вихря вокруг каждой удлиненной детали, образуя тем самым квадратный массив вихрей. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности очистки сточных вод. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 30 ил.

Агрегат для смешения сыпучих материалов // 2519368

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Агрегат содержит устройства загрузки и выгрузки, шнек, имеющий симметрично расположенные спирали с противоположным направлением витков. На внутренней поверхности корпуса шнека установлены выступы. К центральной части корпуса шнека в зоне стыковки спиралей подсоединен наклонный патрубок с цилиндрической камерой, в которой размещен барабан с чередующимися в окружном направлении цельными и раздельными радиальными эластичными элементами. В зоне выхода из цилиндрической камеры установлен отбойник с возможностью регулирования угла наклона к вертикальной плоскости. Изобретение обеспечивает повышение эффективности процесса смешения влажных и склонных к слипанию материалов. 5 ил.

Способ пропитки волокнистого материала связующим и устройство для его осуществления // 2519963

Изобретение относится к электроизоляционной промышленности, судо-, авиа-, авто-, машиностроению и может быть использовано для получения полимерных композиционных материалов, печатных плат и лакотканей. Предложенный способ пропитки волокнистого материала связующим включает подачу связующего под давлением в камеру устройства для пропитки в направлении, противоположном движению волокнистого материала, при этом связующее неоднократно продавливают через волокнистый материал то с одной, то с другой стороны поочередно, а также втирают и вдавливают в него посредством скругленных перегородок устройства. Устройство для осуществления способа содержит камеру, которая снабжена проходом для перемещения волокнистого материала и трубопроводом для подачи в нее связующего, причем камера состоит из П- или Г-образного корпуса, внутри которого по краям закреплены вкладыши, а между ними расположены пуансон, под который выведен трубопровод и ползун со скругленными перегородками, снабженный фиксирующим механизмом перемещения. Технический результат заключается в качественной пропитке вязким связующим волокнистого материала различной толщины и плетения, а также несколько его слоев, обеспечивании равномерности наноса связующего на волокнистый материал и сведение к минимуму наличия в пропитанном волокнистом материале инкапсулированного воздуха (пустот). 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Агрегат для смешения сыпучих материалов // 2522652

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях промышленности. Агрегат содержит корпус, устройства загрузки и выгрузки, распылители, ленточный транспортер. Распылители выполнены в виде цилиндроконических камер, установленных с возможностью изменения угла наклона к вертикальной оси. В зоне выхода из цилиндроконических камер размещены устройства регулирования формы потоков сыпучих сред, а в боковых частях к цилиндроконическим камерам подключены устройства загрузки материалов в виде патрубков со шнеками. В верхней зоне распылители связаны с воздуходувкой. Ленточный транспортер выполнен с устройством регулировки по высоте. Изобретение обеспечивает высокое качество смешения сыпучих материалов, склонных к агрегатированию, материалов, массовые доли которых различаются на порядок и более. 3 ил.

Реактор для аммонизации кислот // 2533713

Изобретение относится к оборудованию, используемому при производстве фосфорсеросодержащих удобрений, основной стадией которого является аммонизация кислот. Реактор состоит из корпуса, входящей в него реакционной трубы, патрубков ввода кислот, патрубка ввода аммиака, установленного на корпусе, и патрубка вывода продукта. При этом соотношение свободных сечений корпуса и реакционной трубы составляет 1:1÷0,5. Реакционная труба выполнена разъемной с телескопическим соединением частей, крепящихся на фланцах, установленных в торцах корпуса, причем толщина стенок реакционной трубы в 8-10 раз меньше толщины стенок корпуса. В зоне патрубка ввода кислот на стенке реакционной трубы расположены сопла для прохода аммиака в реакционную трубу. Диаметр патрубка выхода продукта составляет 0,5-0,8 диаметра реакционной трубы. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции и уменьшение металлоемкости реактора, а также улучшение условий его эксплуатации. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство для вспенивания битума // 2534800

Изобретение предназначено для использования в дорожном строительстве при производстве асфальтобетонных смесей и устройстве дорожного покрытия. Устройство содержит смеситель, системы подачи битума и вспенивающей жидкости, снабженные запорной арматурой, и диспергирующее устройство. Система подачи вспенивающей жидкости образует круговой контур, диспергирующее устройство выполнено в виде абразивного пористого элемента, подключенного к системе подачи вспенивающей жидкости, а запорная арматура системы выполнена в виде двух обратных клапанов. Изобретение обеспечивает получение однородной мелкодисперсной пены, которая в процессе смешения позволяет достичь высокой степени однородности смеси, предотвращение засорения пористого элемента, а также возможность дозирования малых количеств вспенивающей жидкости. 1 ил.

Смешивающее устройство // 2538896

Изобретение относится к смешивающему устройству для смешивания первого газа со вторым газом, причем этот второй газ является коррозионным по отношению к смешивающему устройству. Смешивающее устройство содержит направляющую часть для первого газа, имеющую вход направляющей части для первого газа и выход направляющей части для первого газа, направляющую часть для второго газа, имеющую вход направляющей части для второго газа и выход направляющей части для второго газа, причем выход направляющей части для второго газа расположен в направляющей части для первого газа так, что первый газ и второй газ смешиваются, и направляющую лопасть, сконфигурированную для обеспечения вихревого движения в первом газе. Кроме того, раскрыт соответствующий способ. Изобретение обеспечивает смешивающее устройство, позволяющее газам смешиваться, а температуре второго газа повышаться так, что внутренняя поверхность внешней направляющей части для первого газа не разъедается вторым газом, что снижает необходимость в футеровке и покрытиях на внутренней поверхности направляющей части для первого газа, а также обеспечивает улучшение смешивания двух газов. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил.

Генератор микропузырьков и устройство генерирования микропузырьков // 2553900

Изобретение относится к генератору микропузырьков и устройству генерирования микропузырьков. Одним из аспектов настоящего изобретения является генератор микропузырьков, в котором имеется вихревая камера, отверстие для подачи текучей среды, соединенное с вихревой камерой, при этом отверстие для подачи текучей среды предназначено для подачи текучей среды вдоль линии, касательной к внутренней поверхности вихревой камеры, и выпускную трубу, предназначенную для направления текучей среды в направлении, по существу, перпендикулярном направлению, в котором текучая среда введена. Выпускная труба проходит сквозь поверхность стенки вихревой камеры и выступает во внутреннее пространство вихревой камеры. В соответствии с данной конфигурацией, изолируя траекторию вводимой текучей среды, можно уменьшить потери кинетической энергии вихревого потока текучей среды. Изобретение обеспечивает получение генератора микропузырьков, в котором размер формируемых микропузырьков может быть уменьшен, то есть обеспечивает эффективное формирование пузырьков с размером нанометрического диапазона. 5 н.п. ф-лы, 5 ил.