Способ разделения суспензий и устройство для его осуществления

(71) Московский ордена ТрудовогоКрасного Знамени горный институт(56) Авторское свидетельств РР 651829, кл. В 01 П 37/ОО, 1975,Карпачева С.М РябчиковПульсационная аппаратура в х еской технологии, М.: Химия,с,191,Горшков В.А, Очистка и ивание сточных вод предприятной промышленности И,:Недрс.11,Авторское свидетельство СССРВ 466059, кл. В 03 В 3/34, 1972.(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ ИУСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ(57) 1. Способ разделения суспензий,включающий подачу суспенэий под давлением в корпус фильтра, фильтрацию через . фильтровалькую перегородку, удаление осадка из корпуса иотвод части фильтрата из камерыфильтрата в полость регенерирующегоприспособления с последующим ее возатом в камеру фильтрата для ренерапии фильтровальной перегород-.ки, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения производительности и уменьшения энергоемкостипроцесса разделения за счет повыше ния эффективности регенерации фильтровальной перегородки, возврат частифильтрата в камеру фильтрата осуществляют в виде вибрационных затопленных струй, направленных на всю поверхность фильтровальной перегородкис периодическим перекрытием зон ихпадения,2. Устройство для разделения суспензий, содержащее корпус, подводящий и отводящий патрубки, цилиндрическую фильтровальную перегородку,вибровозбудитель с регенерирующимприспособлением и разгрузочное устройство, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью увеличения произво-,дительности и уменьшения энергоемкости процесса разделения, регенерирующее приспособление выполнено в видевертикального центрального штока сподводящей и струеформирующими на.садками в виде полых усеченных кону-,сов, соединенных маньшими основаниями с цилиндрическими обечайками,установленными на штоке с возможностью регулирования по высоте, инеподвижного основания с упругоймембраной, при этом шток соединен свибровозбудителем, а мамбрана - снижней струеформирующей насадкой,Изобретение относится к техникефильтрования и может быть использовано для очистки промышленных и бытовых сточных вод и для разделенияи сгушения суспензий в других отраслях промьпгленности,11 ель изобретения - увеличениепрсизводительности иуменьшение энергоемкости процесса разделения засчет повьппения эффективности регенерации фильтровальной перегородки,На фиг.1 дано устройство, общийвид; на фиг, 2 - разрез А-А на Фиг,1,Устройство для разделения суспензий включает корпус 1, подводящий 2 5и отводящий 3 патрубки, разгрузочноеустройство 4, вибровозбудитель 5,цилиндрическую фильтровальную перегородку 6, верхнюю 7 и нижнюю 8крышки и регенерирующее приспособление 9. Регенерирующее приспособление содержит шток 10, установленныйвертикально и соединенный с вибровозбудителем 5 с возможностью продольно"го колебательного перемещения, накотором закреплены с возможностью перемещения по его высоте струеформируюшие насадки, 11 и подводящая насадка 12. В нижней части регенерирующееприспособление 9 содержит основание ЗО13, закрепленное неподвижно на крьппке и соединенное со струеформирующими насадками упругой мембраной 14.Струеформирующие насадки выполненыв виде двух полых усеченных конусов15, соединенных меньшими основаниямис цилиндрической обечайкой 16. Крепление струеформирующих насадок наштоке осуществляется кронштейном 17,Внутренняя полость 18 регенерирующего 40приспособления образуют струеформирующие насадки; вверху - подводящаянасадка, внизу - основание и упругаямембрана, Смежные струеформирующиенасадки образуют в месте соединения 45кольцевые сопла 19, параллельныедруг другу, Нижняя часть подводяшейнасадки выполнена в виде усеченногоконуса 20, меньшее основание которогообразует с меньшим основанием усеченного конуса 21 в вертикальномнаправлении круглое, а в.горизонтальном " кольцевое сопло 22, связанноес внутренней полостьюрегенерирующегоприспособления и с полостью 23 цилинд.рической фильтровальной перегородки.Устройство работает следующимобразом. Исходная суспензия через подводящий патрубок 2 подается внутрь кор-. пуса 1, где на фильтровальной перегородке 6 происходит разделение ее на жидкую и твердую фазы. Исходная суспензия полностью заполняет внутренний объем корпуса 1, а фильтрат - полость 23 цилиндрической перегородки 6 и полость 18 регенерирующего приспособления 9. Вибровозбудителем 5 приводится в колебательное движение регенерирующее приспособление 9 посредством штока 1 О с закрепленными на нем струеформирующими насадками 11 и подводящей насадкой 12, При колебательном движении струе- формирующий насадок 11 вместе с подводящей насадкой 12 относительно неподвижного основания 13 в полости 18 регенерирующего приспособления 9 возникает переменное давление; положительное при движении штока 1 О вниз и отрицательное при движении вверх. Струеформируюшие насадки 11 и образуемые ими кольцевые сопла 9 обладают анизотропией сопротивления движению воды через них в прямом, т,е. в сторону сужения сопел 19 из полости 18 в полость 23, и в обратном направлениях, причем сопротивление движению воды и прямом направлении меньше сопротивления движению воды в обратном направлении, Подводящая насадка 12 и образуемое ею сопло 22 также обладают анизотропией сопротивления движению воды в прямом, т,е. в сторону сужения сопла 22 из полости 23 в полость 18, и в обратном направлениях, причем сопротивление движению воды в прямом направлении меньше, чем в обратном. Анизотропия сопротивления кольцевых сопел 19 и сопла 22 в зависимости от направления движения воды, обусловливаемого возникающим в полости 18 переменным давлением и определяет чередование фаз введения воды в полость 23 и ее выбрасывание оттуда в виде кольцевых вибрационных затопленных струй, Движение штока 10 с насадками 11 и 12 вверх и возникающее при этом в полости 18 отрицательное давление за счет увеличения ее объема при удалении насадок 1 н 12 от неподвижного основания 13 и растяжении упругой мембраны 14. сопровождается эасасыванием воды внутрь полости 18 преимущественно через сопло 20 подводяшей насадки 12, имеющей меньшее сопротивление движению воды из полости 23 в полость 18, чем сопла 19 струеформируюших насадок 11. При остановке штока 1 О с насадками 11 и12 в верхнем положении давление в полостях 18 и 23 выравнивается и процесс введения воды внутрь регенерирующего приспособления 9 прекращается, Следующее за этим движение штока 1 О с насадками 1 и 12 вниз и возникающее при этом положительное давление за счет уменьшения объема, полости 18 сопровождается вытеснением из нее воды при сжатии упругой мембраны 14. Вытесняемая вода выбрасывается из полости 18 преимуществен но через сопла 19 струеформирующих насадок 11, имеющих меньшее сопротивление движению воды из полости18 в полость 23, чем сопло 20 водо- подводящей насадки 12. Кольцевые сопла 19 обеспечивают эффективную трансформацию колебательной скорости относительного движения штока 1 О с насадками 11 и 12 и неподвижного основания 13 в напорные высокоскоростные, кольцевые, вибрационные, затопленные струи воды, Эти струи, сформированные из фильтрата, т.е, очищенной от механических примесей воды с периодическим перекрытием зон их падения, падая на цилиндрическую Фильтровальную перегородку 6, прохо дят через ее отверстия, смывают и отбрасывают образовавшийся на ее поверхности осадок, восстанавливая тем самым ее фильтровальную способность. Каждая из кольцевых вибрационных струй удаляет осадок по всей длине окружности цилиндрической фильтровальной перегородки 6, лежащей напротив нее, Движение штока О с Насадками 11 и 12, а соответственно, и всех параллельно друг другу действующих кольцевых струй, обеспечивается регенерация цилиндрических участков, т,е, секций фильтровальной перегородки на высоту, равную примерно .размаху, т.е, двойной амплитуде колебаний регенерирующего приспособления 9, Расстояние между соплами 19 устанавливается не более этой величины, При этом условии обеспечивается взаимное перекрывание каждой кольцевой струей цилиндрических участков регенерируемой фильтровальной перегородки, обеспечивается непрерывность процесса фильтрования и эа счет устранения чередования циклов фильтрования и регенерации всей поверхностифильтрования, и повышается произво 5 дительность разделения,Изменением амплитуды и частотыколебаний, колебательной скоростиеширины кольцевых сопел 19 регулируетсяОскорость, дальность и длительность действия кольцевыхвибрационных затопленных струй. Смываемый с цилиндрическойфильтровальной перегородки 6 осадокоседает и выводится из корпуса 1 че 5рез разгрузочное устройство 4.фильтрат отводится из полости 23фильтровальной перегородки 6 черезпатрубок 3,П р и м е р. Проверка осуществле 20ния способа проводилась на устройстве, включающем цилиндрический корпус, коаксиально установленную цилиндрическую фильтровальную перегородку, выполненную в виде каркаса25с закрепленной на нем металлическойсеткой с размером ячеек 40 мкм, регенерируюшее приспособление, подводящий, отводящий и разгрузочный патрубки, вибровозбудитель механического (эксцентрикового) типа ВНДВЗО Регенерирующее приспособление выполнено в виде соединенного с вибровозбудителем штока с закрепленнымИна нем струеформирующими насадками.и подводящей насадкой.35 Исследования проводились в диапазоне частот 0,2-20 Гц, при амплитуде колебаний от 8 см на оборотныхводах Лебединского ГОКа с содержанием твердой фазы (фракция 0,340 0,020 мм 1 до 100 г/л.Исследованиями установлено, чтопри низком содержании частиц твердой фазы менее 50 г/л) период фильтрации Гез регенерации сетКи виб 45 рационными струями составляет 34 мин, Далее следует забивание сетки и прекращение процесса фильтрованин. Регенерация сетки кольцевымизатопленными струями в течение 550 10 с полностью восстанавливает еепропускную способность. При высокомсодержании частиц твердой Фазы (свыше 50/100 г/л ) забивание сетки ипрекрашение процесса Фильтрации без55 воздействия регенерирующих вибрационних струй происходит в течение20-25 с, Полное восстановление пропускной способности сетки достига,1212494 юг. ется непрерывным возбуждением вибрационных затопленных струй с частотой до 12 Гц, при этом происходитэффективное разделение суспеиэии наФильтрат: воду с содержанием частицколлоидной фракции с размером 40 мкм и осадок с Фракционным составом частиц 40 мкм, При частоте свыше 12 Гц наблкдается снижение производительности из-за уменьшения амплитуды и . дальности действия вибраиионных затопленных струй,12/494 А-А г.Г Заказ 669/9 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобретени 113035, Москва, Ж, 663 .о ком одписное тета СССрытий и отРаушс