Устройство для очистки жидкости

Очистная камера имеет  наклонную стенку, имеющую ряд  горизонтально расположенных отверстий  на уровне слива нефтепродуктов и  образующими со стенками емкости  камеру первичного отстоя нефтепродуктов, сообщающуюся при помощи наклонного трубопровода и вентиля с нижерасположенной  дополнительной емкостью вторичного отстоя нефтепродуктов, выполненной в виде площадки обслуживания установки. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к  устройствам для очистки воды от нефтепродуктов и шламообразующих  осадков, попадающих в систему оборотного водоснабжения промышленных предприятий, и может быть использовано в любой  отрасли промышленности для разделения двух несмешивающихся жидкостей  с неодинаковой плотностью.

Цель изобретения повышение  эффективности работы установки  за счет снижения содержания в утилизированных  нефтепродуктах остаточных механических примесей и влаги.

Согласно изобретению  это достигается благодаря тому, что в вибровозбудителе, содержащем корпус, установленный в нем ротор, включающий вал с дебалансом, и электромагнитное устройство для разгрузки подшипников вала от центробежной силы, включающее кольцевые электромагниты, расположенные в корпусе коаксиально валу, электромагнитное устройство снабжено парами явновыраженных полюсов по числу электромагнитов, расположенными на роторе со стороны, противоположной дебалансу, а каждый электромагнит выполнен с парой явновыраженных полюсов, между которыми размещена обмотка подмагничивания и которые образуют с полюсами на роторе замкнутую магнитную цепь. В вибровозбудителе по изобретению полюса электромагнита могут быть выполнены из шихтованной электротехнической стали.

На рис. 2.3 представлена одна из возможных конструктивных схем выполнения предлагаемого устройства,

Рисунок 2.3 – Устройство для возбуждения колебаний

Водоочистная установка  содержит емкость 1 с объемом V, выполненную  в виде прямоугольного параллелепипеда, сопряженного в нижней части с  бункером, имеющим форму усеченной  пирамиды, переходящей в трапециевидный желоб, в котором размещен шнек 2 для выгрузки шлама через горловину 3. Шнек 2 имеет электромеханический  привод 4. Емкость 1 разделена вертикальной перегородкой 5, имеющей высоту Н1 от верхнего уровня нефтепродуктов (фиг. 1, на две части, сообщающиеся между собой под нижней кромкой перегородки 5 и образующие две камеры: очистную 6 и проходную 7 с объемами Vоч и Vпр.. Объем V емкости установки, высота перегородки 5 находятся в зависимости от пропускной способности установки Р[м3/ч] Экспериментально установлено  ; Vоч:Vпр 1,5:1. Установка имеет трубопровод 8 для подачи смеси через вертикальный патрубок 9 в расширительный карман 10, соединенный с гасителем напора 11, выполненным из нескольких, по крайней мере из двух труб, закрепленных на противоположных стенках емкости 1 и имеющих перфорацию в виде горизонтальных симметричных диаметрально расположенных отверстий 12 с суммарной площадью, превышающей площадь сечения патрубка 9 для подачи исходной смеси. Очистная камера 6 выполнена в форме усеченного прямоугольного параллелепипеда, обращенного заостренным концом вверх, наклонная стенка 13 которого имеет на верхнем уровне нефтепродуктов (фиг. 1) ряд горизонтально расположенных отверстий 14. Наклонная стенка 13 образует со стенками емкости 1 камеру 15 первичного отстоя нефтепродуктов, сообщающуюся с очистной камерой 6 наклонным трубопроводом 16 с вентилем 17. Трубопровод 16 соединен с камерой 6 очистки ниже верхнего уровня нефтепродуктов на величину   где h2 - высота столба воды от нижнего уровня нефтепродуктов до уровня слива очищенной воды, D1 плотность нефтеподуктов, D2 плотность очищенной воды. Слив очищенной воды из проходной камеры 7 осуществляется через патрубок 18 и трубопровод 19. Площадка для обслуживания 20 (фиг. 2) водоочистной установки выполнена в виде дополнительной емкости 21 для вторичного отстоя утилизированных нефтепродуктов, смонтированной на стенке емкости 1 и соединенной с камерой 15 трубопроводом 22 с вентилем 23. Отстой воды из камеры 15 сливают через вентиль 24, а из дополнительной емкости 21 -через вентиль 25. Для слива очищенных и отстоявшихся от воды нефтепродуктов предусмотрен патрубок 26 с вентилем 27. Слив воды из установки для удаления шлама производится через вентиль 27. Для ревизии внутренней части установки предусмотрены люки 28.

Для работы, в отличие  от прототипа, предлагаемая водоочистная установка не требует специальной  предварительной подготовки. После  очистки ее от шлама она готова к использованию. Исходную смесь  подают центробежным насосом по трубопроводу 8 и патрубку 9 в расширительный карман 10. За счет резкого увеличения проходного сечения и изменения направления потока жидкости создается ее турбулентное движение, при котором происходит первичное отделение механических примесей от нефтепродуктов, благодаря чему при попадании в камеру очистки 6 через отверстия 12 гасителя напора 11 они оседают на дно емкости 1, в трапециевидный желоб, в котором размещен шнек 2 для выгрузки шлама. Этому эффекту способствует симметричное расположение отверстий 12 в глушителе 11, обеспечивающее турбулентное движение потоков жидкости из встречно расположенных отверстий 12 гасителя напора 11, которое, с одной стороны, способствует вторичному отделению механических примесей из нефтепродуктов и оседанию их на дно емкости 1, а с другой стороны гашению скорости потоков жидкости, благодаря которому не нарушается спокойное состояние слоя нефтепродуктов в камере 6 очистки. Большая суммарная площадь отверстий 12 в гасителе напора 11, значительно превышающая площадь сечения патрубка 9, создает спокойное истечение исходной смеси в емкость 1 установки. Уровень жидкости в установке повышается до тех пор, пока не начнется вытекание очищенной воды через патрубок 18 в трубопровод 19 для повторного использования. Частицы нефтепродуктов, освобожденные от механических примесей, как более легкие по сравнению с водой, всплывают на поверхность, наращивая слой нефтепродуктов до тех пор, пока он недостигнет толщины h1, после чего начнется перетекание их через отверстия 14 в камеру 15 предварительного отстоя. Отделение частиц нефтепродуктов от воды и их всплывание на поверхность происходит так же при движении смеси вниз по закону сообщающихся сосудов со скоростью, достаточной для пребывания в камере очистки 6 для отделения нефтепродуктов от воды и механических примесей. Для достижения качественного разделения исходной смеси на составляющие компоненты величина объема емкости 1 и ее деление перегородкой на две камеры очистную 6 и проходную 7, рассчитываются исходя из требуемой производительности центробежного насоса по вышеприведенным формулам. При меньших объемах очистной 6 и проходной 7 камер эффективность работы водоочистной установки снижается. В утилизированных нефтепродуктах увеличивается содержание механических примесей и влаги, а в воде, направляемой на повторное использование, остается значительное количество нефтепродуктов с содержащимися в них механическими примесями, что ухудшает условия работы технологического оборудования, для которого используется вода в качестве охладителя, например в автоматических линиях горячей штамповки колец подшипников. Соотношение верхних уровней нефтепродуктов в очистной камере 6 и очищенной воды в проходной камере 7 связаны обратно пропорциональной зависимостью: h1/h2 D2/D1, где h1 толщина слоя нефтепродуктов; h2 - высота уровня воды в проходной камере, измеренной от нижнего уровня нефтепродуктов; D1 и D2 соответствующие плотности нефтепродуктов и очищенной воды. Накапливающиеся в камере 15 нефтепродукты отстаиваются, чем обеспечивается их первичная очистка от воды, после чего их переливают в дополнительную емкость 21 через патрубок 22 с вентилем 23, где они находятся продолжительное время ( 5 7 сут), в течение которого происходит почти полное отделение воды от утилизированных нефтепродуктов. Отстой воды сливают через вентиль 25, а нефтепродукты через патрубок 26 и вентиль 27 для отправки их по назначению. Накопившийся шлам удаляют шнеком с помощью привода 4. Для этого установку освобождают от воды и накопившихся в камере очистки 6 нефтепродуктов, которые при помощи наклонного трубопровода 16 при открытом вентиле 17 сливают в камеру 15. Местоположение наклонного трубопровода 16 в очистной камере 15 определено расстоянием H3 от верхнего уровня нефтепродуктов, которое обеспечивает их слив с поверхности воды без остатка. После этого из установки сливают всю воду через вентиль 27 или в канализацию, или в предусмотренную для этой цели емкость. Шлам при помощи шнека 2 выгружают через открытую горловину 3 в тележку (не показана), которую отправляют по назначению. Установка готова к выполнению очередного цикла. Для этого закрывают горловину 3, вентили 27 и 17 и включают центробежный насос, подающий исходную смесь на разделение компонентов. Для выполнения ремонтно-профилактических работ используют люки 28.

Предлагаемая водоочистная установка используется на Курском АПЗ-20 для очистки воды от масла и шламообразующих осадков в системе оборотного водоснабжения на автоматической линии горячей штамповки колец подшипников. Установка, обладая большой пропускной способностью (Р=90 м3/ч ), обеспечивает высококачественную очистку воды от масла и механических примесей. Содержание воды в утилизированном масле не превышает 0,21.0,4% механических примесей не более 0,2.0,38% В течение месяца при двухсменной работе автоматической линии установка утилизирует до 2,5 т масла.

Аналог №2. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ И ВОДЫ  B01D17/038 № 2275226 от  20.06.2003

Изобретение относится к  устройствам для очистки жидкостей  от механических примесей и воды, например бензина, дизельного топлива, а также  маловязких масел. Устройство содержит корпус с тангенциальным штуцером для  ввода, конусообразной перегородкой, разделяющей  циклонную камеру, выполненную цилиндроконической с углом конуса 13-15° и высотой  цилиндрической части, равной не более  его 5 диаметров. Сливной патрубок герметично присоединен к центральному сопловому  отверстию конусообразной перегородки. На конце конусной части циклонной  камеры расположена грязесборная камера с прорезью. В фильтрационной камере герметично установлены патроны-фильтры. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки и увеличении срока службы фильтров

Предлагаемое изобретение  решает техническую задачу повышения  эффективности очистки жидкостей  от механических примесей и обеспечения  одновременной очистки их от воды, а также увеличения срока службы фильтров.

Указанная задача решается тем, что в устройстве для очистки  жидкости от механических примесей и  воды, содержащем корпус с тангенциально  установленным штуцером для ввода  очищаемой жидкости, центральное  сопловое отверстие в конусообразной перегородке, разделяющей циклонную  камеру со сливным патрубком и  фильтрующую камеру, в которой  концентрично установлены патроны-фильтры, крышки с гайкой и герметизирующими кольцами корпуса со штуцером для отвода очищенной жидкости, грязесборную кольцевую камеру с прорезью и штуцером для отвода загрязнений, согласно изобретению циклонная камера выполнена цилиндроконической с углом корпуса 13-15° и высотой цилиндрической части, равной не более 5 его диаметров, а сливной патрубок циклонной камеры в верхней части герметично присоединен к центральному сопловому отверстию конусообразной перегородки, нижний конец которой размещен на 5-7 мм выше уровня сопряжения цилиндрической и конусной частей циклонной камеры, причем на конце конусной части циклонной камеры расположена грязесборная кольцевая камера с прорезью, а штуцер для ввода очищаемой жидкости соединен кольцевым трубопроводом с симметричными тангенциальными штуцерами-вводами жидкости в фильтрующую камеру для очистки обратным потоком патронов-фильтров.

На рис.2.4 изображена общая схема предлагаемого устройства;

 Рисунок 2.4 – Схема устройства

Устройство содержит корпус 1 с тангенциально установленным  штуцером 2 для ввода очищаемой  жидкости с наличием герметизирующих  колец 23, центральное сопловое отверстие 3 в конусообразной перегородке 4, разделяющей  циклонную 5 и фильтрующую 6 камеры, где в последней концентрично установлены патроны-фильтры 7, стянутые к верхней крышке 8 с отверстиями 9, шпилькой 10; циклонная камера 5 состоит из цилиндрической части 11 и конусной части 12 и содержит сливной патрубок 13, который в верхней части герметично присоединен к отверстию перегородки 4, нижний конец перегородки размещен на 5-7 мм выше уровня сопряжения частей циклонной камеры и также герметично присоединен к циклонной камере, линия подвода неочищенной жидкости соединена кольцевым патрубком (на чертеже не показаны) с симметрично размещенными тангенциальными штуцерами ввода 14 жидкости с герметизирующими кольцами 23 в фильтрационную камеру 6 через вентиль 15 для промывки патронов-фильтров 7, грязесборную камеру 16 с прорезью 17 и отверстием 9, которая герметично размещена на конце конусной части циклонной камеры 5, вверху последней имеются сливные штуцеры 24 с герметизирующими кольцами 23 для приема из камеры 6 загрязненной жидкости, соединенные трубопроводами 19 и вентилями 20; в нижней части грязесборной камеры 16 размещен штуцер 18 для отвода собранной грязи, загерметизированной кольцами 23, а герметизация корпуса 7 с крышкой 8 осуществляется гайкой 22 с наличием герметизирующих колец 23, на которой размещен штуцер 27 также с герметизирующими кольцами 23, для отвода очищенной жидкости в сборник.

Устройство работает следующим  образом. Очищаемая жидкость через  тангенциальный штуцер 2 под давлением  поступает в циклонную камеру 5 и приобретает вращательное движение. Под действием центробежных сил механические частицы или капельки воды, обладающие большим удельным весом, отбрасываются на стенки циклона и, теряя скорость, сползают по ним вниз по спиральной траектории, попадая в конусную часть 12 циклонной камеры, осаждаются и поступают в грязесборную кольцевую камеру 16, а затем выводятся через нижний штуцер 18, герметизированный кольцом 23. Осветленная жидкость отжимается к центру и выбрасывается через сливной штуцер 3 в фильтрационную камеру 6, дополнительно очищается в патронах-фильтрах 7 и через отверстия 9 и штуцер 21 отводится в сборник очищенной жидкости. С целью повышения процесса очистки на линии отвода очищенной жидкости возможна установка воздушного устройства.

В отличие от прототипа  интенсификация процесса очистки жидкости от механических примесей и воды, а  также увеличение срока работы фильтра  достигаются оптимальным соотношением элементов конструкции циклона, что обеспечивает строго установленное  движение очищаемой жидкости, а также  периодической очисткой патронов-фильтров 7 и отвода из фильтрационной камеры 6 загрязнений. С этой целью по кольцевому трубопроводу (не показано) неочищенная  жидкость периодически подается по симметрично  размещенным тангенциально установленным  с наличием герметизирующих колец 23 штуцерам 14 через вентили 15 в фильтрационную камеру 6.

При промывке патронов-фильтров 7 обратным потоком жидкости подача неочищенной жидкости в циклонную  камеру 5 не производится. Собравшиеся  частицы загрязнений в кольцевой  части фильтруемой камеры 6 отводятся  через трубопроводы 19 с вентилями 20 в грязесборную камеру 16. Соединение трубопровода 19 с камерой 16 осуществляется с применением герметизирующих колец 23 патронов 24.

Выполнение циклонной  камеры цилиндроконической с углом  конуса 13-15° и высотой цилиндрической части, равной не более пяти его диаметров, а также устройства для промывки патронов-фильтров обратным потоком  жидкости позволяет по сравнению  с прототипом интенсифицировать  процесс удаления загрязнений, улучшает его очистку и увеличивает  ресурс работы фильтров.

Предлагаемое изобретение  промышленно применимо в нефтехимической  промышленности, на нефтебазах, станциях технического обслуживания, автотракторного  парка, предприятиях очистки воды и  других отраслях промышленности.

Аналог  №3. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТИ B01D17/038 № 2338573 27.03.2008

Изобретение относится к  устройству для очистки жидкости и может быть использовано для  очистки промышленных и бытовых  сточных вод, для получения питьевой воды из морской, речной воды, очистки  гальванических растворов, выделения  нефти из эмульсий, очистки жидкого  газа, переработки молока и очистки  бишофита. Устройство включает цилиндрический корпус, в котором коаксиально установлена цилиндрическая реакционная камера и источник света. Между корпусом и реакционной камерой образованы распределительная и накопительная емкости, разделенные герметичной перегородкой. Внутри реакционной камеры коаксиально установлен частотно-волновой фильтр в виде вертикальных струн, равномерно расположенных по окружности цилиндра, или в виде сетки с вертикальной основой. С внутренней стороны фильтра образована емкость товарной жидкости. Натяжением струн фильтра обеспечивают настройку резонансно-модулированного сигнала. Частотно-волновой энергетический фильтр, элементы формирования вихревого потока, а также элементы подачи и отвода жидкостей. Технический результат состоит в повышении эффективности очистки

Рисунок 2.5- Устройство для возбуждения колебаний

На рис 2.5 показана принципиальная схема устройства, где 1 - корпус, 2 - щель корпуса, 3 - патрубок входной, 4 - емкость распределительная, 5 - камера реакционная, 6 - емкость накопительная, 7 - отверстие выходное, 8 - элемент точной настройки, 9 - элемент контроля, 10 - стойка, 11 - щель реакционной камеры, 12 - отвод, 13 - крышка верхняя, 14 - частотно-волновой энергетический фильтр, 15 - источник света, 16 - штанга, 17 - емкость реакционная, 18 - емкость товарной жидкости, 19 - патрубок выходной, 20 - основание, 21 - перегородка, 22 - регулятор выходной жидкости, 23 - регулятор входной жидкости, ГК - гаситель колебаний.