Устройство для сепарации частиц из жидкости

(56) Авторское свидетельство СССРМ 1639716, кл, В 03 С 1/00, 1989,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕПАРАЦИИ ЧАСТИЦ ИЗ ЖИДКОСТИ(57) Сущность изобретения: устройство содержит корпус с крышкой, днищем и патрубками для подачи очищаемой жидкости,отвода частиц и очищенной жидкости и воздуха, электрическую обмотку, установленную коаксиально на корпусе и соединеннуюс источником импульсного тока, а также размещенные коаксиально в корпусе перфорированные обечайки разделителя жидкости и я Изобретение относится к добывающим и перерабатывающим отраслям, и может быть использовано в технологиях очистки жидкости от растворенных веществ, опреснения воды, а также сгущения растворов.Известно устройство извлечения веществ из жидкой среды, содержащее корпус с крышкой, днищем и патрубками для подачи очищаемой жидкости, отвода очищенной жидкости и частиц, электрическую обмотку, установленную коаксиально на корпусе, и соединенную с источником импульсного тока, а также разделитель жидкости, выполненный в виде стопы колец и магнитопровод, размещенные коаксиально в корпусе с рабочими зазорами между ними и корпусом. Магнитопровод выполнен поединен с паткости, а кольтроиства явдительность, ых возможм, что разде- виде набора ромагнитное сть слабое и ю сепарацию тся увеличести и расшижностей ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР концентратор частиц. В центре днища установлен кристаллизатор с патрубком дл отвода частиц. Корпус и обечайки выпо нены из электропроводного материала и покрыты электроизоляционными покрытиями с одной стороны. Внешние поверхности обечаек могут быть выполнены с электроиэоляционными покрытиями, при этом патрубок для отвода очищенной жидкости расположен в контуре внутренней обечайки, а патрубок для отвода частиц - за пределами контура внешней обечайки, С электроизоляционными покрытиями могут быть выполнены внутренние поверхности обечаек, при этом патрубок для отвода очищенной жидкости расположен за пределами контура внешней обечайки, 3 з.п.ф-лы, 2 ил,лым, перфорированным, и со рубком отвода очищенной жид ца выполнены коническими,Недостатком известного у ляется малая удельная произво ограниченность функциональ н остей,Недостатки обусловлены т литель жидкости выполнен в колец и магнитопровода, элект воздействие которых на жидк не обеспечивает интенсивну ионов растворенных веществ.Целью изобретения являе ние удельной производительно рение функциональных во устройства.Цель достигается тем, что разделитель жидкости выполнен в виде набора перфорированных обечаек из электропроводного материала, установленных коаксиально и с образованием рабочих зазоров между ними, причем все обечайки выполнены с электроизоляционным покрытием с одной стороны.Внешняя поверхность обечаек выполнена с электроиэоляционным покрытием, при этом патрубок отвода очищенной жидкости расположен в контуре внутренней обечайки, а патрубок отвода частиц - за пределами контура внешней обечайки,С электроизоляционным покрытием выполнены внутренние поверхности обечаек, при этом патрубок отвода очищенной жидкости расположен за пределами контура внешней обечайки, а патрубок отвода частиц - в контуре внутренней обечайки,Устройство снабжено концентратором частиц, размещенным вдоль оси корпуса.На фиг,1 изображено устройство, вид сбоку, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1,Устройство для сепарации частиц из жидкости содержит: корпус 1 с крышкой 2, днищем 3 и патрубками 4, 5, 6, 7 для подачи очищаемой жидкости, отвода частиц, очищенной жидкости и воздуха соответственноо, электрическую обмотку 8, установленную коаксиально на корпусе и соединенную с источником 9 импульсного тока, а также размещенные коаксиально,в корпусе перфорированные обечайки 10, 11, 12, 13 разделителя жидкости и контур концентратора 14 частиц, В центре днища 3 установлен кристаллизатор 15,Пример выполнения.Корпус 1 в виде цилиндра диаметром 3 10 " м, высотой 1 м изготовлен иэ листовой меди с диэлектрическим покрытием с внутренней стороны,Крышка 2 изготовлена из диэлектрического материала (оргстекло) в виде диска, закреплена герметично на верхнем торце корпуса 1,Днище 3 изготовлено из диэлектрического материала оргстекло) в виде диска и закреплено герметично на нижнем торце корпуса 1.Корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3 образуют емкость обьемом 70 л.Патрубок 4 подачи очищаемой жидкости закреплен соосно на крышке 2 и направлен в корпус 1.Патрубок 5 для отвода частиц закреплен соосно на кристаллизаторе 15 и на днище 3. Патрубок 6 для отвода очищенной жидкости закреплен на днище 3 на расстоянии1,25 10 м от оси днища.Патрубок 7 для отвода воздуха закреп 5 лен на крышке 2 на расстоянии 1,3 10 отоси крышки.Электрическая обмотка 8 выполнена накатушке внут 1 оенним диаметром 3 10 м,высотой 4 10, намотана медным провоздом10 в лаковой изоляции диаметром 3 10 м,длиной 1000 м, содержит 1000 витков, обладает полным электрическим сопротивлением Во = 26 Ом при частоте тока 50 Гц,Обмотка 8 закреплена коаксиально на15 корпусе 1, и соединена с источником 9 импульсного тока.В качестве источника 9 используют сетьпеременного тока промышленной частоты50 Гц, напряжением Ч = 380 В, силой тока20 = 15 А, мощностью В = 5,7 кВт.Обечайка 10 разделителя жидкости изготовлена из перфорированной листовоймеди в виде соосного набора пластинчатыхколец наружным диаметром 2,9 10м, внут 25 ренним диаметром 2,2 10 м, которые покрыты диэлектриком и закреплены понаружному периметру на корпусе 1 с электрическим контактом и перфорационнымиотверстиями с корпусом.30 Кольца обечайки 10 расположены собразованием рабочих зазоров шириной3 102 м между собой. Всего в обечайке 10установлено тридцать колец которые представляют собой единый электрический про 35 водник с корпусом 1, обладающий полнымэлектрическим сопротивлением Я 1 = 2 10Ом для кольцевых токов промышленной частоты.Обечайка 11 разделителя жидкости из 40 готовлена из перфорированной листовоймеди в виде цилиндра диаметром 2,1 10 м,высотой 9,5 10 м, и покрыта диэлектрикомс внутренней Стороны,Обечайка 12 разделителя жидкости вы 45 полнена в виде соосного набора пластинчатых колец листовой меди наружнымдиаметром 2,1 10 м, внутренним диаметром 8 10 м. Кольца обечайки 12 покрытыдиэлектриком и закреплены по наружномупериметру на обечайке 11 с рабочими зазорами между ними шириной 3 10 м, Всегов обечайке 11 закреплено тридцать колецобечайки 12, которые образуют единый проводник, обладающий полным электриче 55 ским сопротивлением Я 2 =- 10 Ом для-5кольцевых токов промышленной частоты,Обечайка 13 разделителя жидкости изготовлена из перфорированной листовоймеди в виде цилиндра диаметром 7,4 10 м, 177517255 высотой 9,5 10 м, покрыта диэлектриком с внутренней стороны. Обечайка 13 обладает полным электрическим сопротивлением Вз = 6 10 Ом для кольцевых токов,-6Концентратор 14 частиц изготовлен иэ листовой меди в форме конуса диаметром 7,2 10 м в широком основании, высотой 95 10 м конуса. Обечайка 14 обладает полным электрическим сопротивлением К 4 = 10 Ом для кольцевых токов промышленной частоты.Электропроводные контуры обечаек 10, 11, 12, 13 разделителя жидкости закреплены коаксиально в корпусе 1, а контур концентратора 14 част.ц закреплен коаксиально в обечайке 13 и направлен вершиной конуса в сторону днища 3 с кристаллиэатором 15 и патрубком 5.Кристаллиэатор 15 частиц выполнен в виде цилиндра диаметром 7,4 10 м, высотой 6 10 м с патрубком 5 для отвода частиц, и закреплен соосно на днище 3. Кристаллизатор 15 сообщен широкой частью с полостью ограниченной обечайкой 13 в корпусе 1,Устройство работает следующим образом,Очищаемую жидкость, например морскую воду, содержащую 60 г/л растворенных солей подают через патрубок 4 в корпус 1 с расходом 0,6 л/с (2160 л/ч),Вода заполняет полости в корпусе 1, вытесняя воздух через патр.7.Электрическую обмотку 8 подключают к источнику 9 и пропускают в ней переменный ток силой= 15 А. При этом в обмотке 8 ток создает переменный магнитный поток Фь= 3,3 10 Вб, который наводит ЭДС.зиндукции р = 1,1 В.В соответствии с Законом электромагнитной индукции магнитный поток Фс,= =3,3 10 Вб и ЭДС индукции возбуждает встречные индукционные токи в корпусе 1 с кольцами обечайки 10 - 1 = 5 10 А, в обе 4чайке 11 с кольцами обечайки 12 - г = 8 104 А, в обечайке 13- 3 = 4 3 104 А, и в концентраторе 14 - 4 = 1,3 10 А, а также возбуждает индукционные токи в жидкости, находящейся в корпусе 1 между электро- проводными контурами обечаек. Учитывая, что жидкость электрически изолирована от охватывающих ее обечаек и находится в электрическом контакте с контурами обечаек расположенных внутри жидкости, индукционные токи в жидкости направлены антипараллельно токам, протекающим в контурах обечаек охватывающих жидкость, и направлены параллельно токам,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 протекающим в контурах обечаек. расположенных внутри жидкости,Согласно известному правилу Лс ца параллельные электрические токи взаимно притягиваются, а антипараллельные токи отталкиваются друг от друга силами Лоренца1 г .,и = 1 (Гн/м) - магнитная проницаемость воды,1 г = (А) - сила взаимодействующих токов,1 =- (м) - длина взаимодействующих токов,Е = (м) - расстояние между взаимодействующими токами.Силы Лоренца приложены к электрическим зарядам, создающим токи в проводниках, и не действуют на нейтральные частицы среды,Индукционные токи в жидкости, находящейся в корпусе 1, создают положительно и отрицательно заряженные ионы растворенных веществ, на которые действуют суммарные силы Лоренца Е -- 13 Ньютон, направленные радиально и центростремительно от боковой стенки корпуса 1 к его центральной оси, Под действием полученных сил Лоренца ионы растворенных веществ дрейфуют в жидкости радиально от боковой стенки корпуса 1, сепарируются через перфорацию в обечайках 11, 13, и концентрируются на поверхности обечайки концентратора 14 частиц.При этом вода, находящаяся у боковой стенки корпуса 1, освобождается от растворенных веществ, и через патрубок б отводят очищенную воду с остаточной концентрацией растворенных солей 5 г/л, с расходом 0,55 л/с (1980 л/ч) воды.Сгущенные вещества стекают с поверхности концентратора 14 в кристаллизатор 15 частиц, откуда их отводят через патрубок 5 с расходом 0,05 л/с (120 л/ч) раствора с концентрацией 300 г/л частиц,Во втором варианте выполнения устройства электроизоляционные покрытия нанесены на внешних поверхностях обечаек 11, 13 разделителя жидкости и на внеш ней поверхности кон центратора 14. Внутренние поверхности корпуса 1. обечаек 10, 11, 12, 13 находятся в электрическом контакте с жидкостью в корпусе.При этом индукционные токи в жидкости направлены параллельно с токами протекающими в корпусе 1, в обечайках 10, 11, 177517212 и 13 охватывающих жидкость, а также антипараллельно токам, протекающим в концентраторе 14 и в контурах обечаек 13, 12, 11, охватываемых жидкостью.Согласно правилу Ленца силы Г" 13 5 Ньютон Лоренца, действующие на ионы растворенных веществ в жидкости, направлены при этом центробежно от оси к боковой стенке корпуса 1. Под действием сил Лоренца жидкость освобождается от рас творенных веществ в центральной зоне корпуса, откуда отводят через патрубок 5 очищенную жидкость с расходом 0,55 л/с с остаточной концентрацией в ней 5 г/л растворенных веществ, Ионы растворенных ве ществ концентрируются на боковой стенке корпуса 1, откуда сгущенные вещества отводят через патрубок 6 с расходом 0,05 л/с (120 л/ч) раствора с концентрацией в нем 300 г/л частиц. 20Удельная производительность устройства, отнесенная на 1 м рабочего объема корпуса достигает:по извлеченным из жидкости веществам - 1700 кг/ч, 25по очищенной от растворенных веществ жидкости -10 л/ч.4Предложенное устройство обеспечивает опреснение воды и других жидкостей от растворенных веществ. 30Положительный эффект достигнут за счет усиления электромагнитного воздействия на жидкости индукционных токов в .перфорированных обечайках электропроводного материала разделителя жидкости и 35 концентратора частиц, установленных коаксиально, одна иэ сторон которых покрытаэлектроизоляционным материалом.Формула изобретения1, Устройство для сепарации частиц изжидкости, содержащее корпус с крышкой,днищем и патрубками для подачи очищаемой жидкости, отвода частиц и очищеннойжидкости, электрическую обмотку, установленную коаксиально на корпусе и соединенную с источником импульсного тока, иразделитель жидкости, размещенный в корпусе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюувеличения удельной производительности ирасширения функциональных возможностей, разделитель жидкости выполнен в виде набора перфорированных обечаек изэлектропроводного материала, установленных коаксиально и с образованием рабочихзазоров между ними, причем все обечайкивыполнены с электроизоляционным покрытием одной из сторон.2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что внешняя поверхность обечаеквыполнена с электроизоляционным покрытием, при этом патрубок отвода очищеннойжидкости расположен в контуре внутреннейобечайки, а патрубок отвода частиц - запределами контура внешней обечайки.3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что с электроизоляционным покрытием выполнена внутренняя поверхностьобечаек.4, Устройство по пп.1 и 3, о т л и ч а ющ е е с я тем, что оноснабжено концентратором частиц, размещенным вдоль оси корпуса, 1775172