Установка для сгущения суспензий

СОНИ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСГУЬЛИК ЗЮР В 01 0 2 ОО ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТАВТОРСКОМУ СВИДКТЕЛЬСЖУ 1082575,(54)(57)СУСПЕНЗИИдля подачидовательноры, выполицилиндрич УСТАНОВКА содержащая исходной су подключеннь енные в виде ских корпусо ДЛЯ СГУЩЕНИЯтрубопроводспензии, после-е к нему фильт"вертикальных кото" вн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(56) 1. Патент ФРГ Вкл. 12 й 24/01, 1970.2. Патент ФРГ У 2800425,кл. В 01 0 29/20, 1978.3. Патент ФРГ У 1134968,кл. 12 й 24/01, 1965. ЯО. 1084044 А рых концентрично установлены перфорированные каркасы, обтянутые фильтровальной тканью трубопровод для отвода сгущенной суспензии, подключенный к последнему фильтру по его оси, и коллектор для отвода осветленной жидкости из фильтров, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения межремонтного срока службы, фильтры снабжены обтекаемыми дорнами, установленными .концентрично внутри каркасов, и перфорация каркасов имеет вид прямоугольников, большая сторона которых перпендикулярна или расположена под острым углом к оси фильтра,.2. Установка по и. 1, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что дорны выполнены одинаковой высоты и с диаметром, увеличивающимся в калдом последовательно подключенном фильтре.1084044 Изобретение относитсяк устройствам для повышения концентрации взвешенных частиц в жидкости путем отделения жидкой фазы и предназначено для попутного сгущения хвостовой пульпы при ее транспортировке от пульпонасосных .станций перекачки до хвосто хранилища.- -,ФфИзвестен сгуститель для сгущения суспензии, состоящий из трубчатого корпуса, внутри которого установлены дугообразно изогнутые фильтрующие поверхности, образующие вместе с основным корпусом несколько изолированных один от другого отсеков, в которые через фильтрующую поверхность поступает отфильтрованная жидкость, а остающийся в центральной части корпуса исходный продукт за счет потери жидкой фазы сгущается и в этом виде выходит из сгустителя. Фильтрующая поверхность периодически очищается от налипших частиц твердой фазы обратной промывкой, для чего полости отсеков поочередно подключаются к коллектору, откуда под давлением поступает промывочная жидкость Г 1 1 Недостатком устройства является то, что для суспензий, в которых твердая фаза представлена мелкими тверды-ЗО ми частицами, оно малопригодно, так как ввиду малых скоростей течения исходной пульпы относительно фильтрующих поверхностей на последних очень быстро образуется малопроницаемый 35 слой, который может удаляться только обратной промывкой, и в этом случае циклы последней становятся слишком частыми с большим расходом промывочной жидкости.40Известно также фильтрующее устройство, представляющее собой кожух, .внутри которого расположены трубчатые Фильтрующие элементы, расположенные каждый в охватывающей его водоне 45 проницаемой трубе, причем исходная жидкость подается в полости, образованные зазорами между корпусами фильтров и охватывающими их трубами, фильтрат проходит через фильтрующие 50 элементы внутрь их и отводится за пре" делы кожуха, а твердые частицы, находившиеся в исходной жидкости, останавливаются у поверхности фильтрующих элементов, и так как количество жид кости уменьшается, а количество твердых частиц неизменно, смесь становится более концентрированной и в этом 2виде выводится из кожуха по отдельному каналу 2 ,Недостатком устройства являетсято, что перед фильтрующей поверхностью накапливаются частицы твердой фазы, прижимающиеся к ней, и так какэтот процесс непрерывен;-, фнльтрующаяповерхность покрывается все возрастающим слоем отложений, уменьшающих,пропускную способность фильтра поочищаемой жидкости и, как следствие,ухудшающих его сгущающую способностьпо взвесям. Увеличение скорости течения жидкости в канале перед фильтрующим элементом, способное обеспечить отрыв частиц твердой фазы от поверхности фильтрующего элемента, прижимаемых к последней напором жидкости, приводит к слишком быстрому прохождению жидкости зоны фильтрации,увеличению габаритов устройства иэнергоемкости процесса.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и достигаемому эффекту является установка длясгущения пульпы, которая включаетряд полых секций или фильтров, последовательно подключенных к пульповоду, перфорированные каркасы с фильтровальным материалом, установленныевнутри каждой секции и разделяющиеее полость на проточный (змеевидный)канал и камеру осветленной воды. Камеры осветленной воды параллельноподключены к отводящему трубопроводу.Преимуществом описанного устройстваявляется то, что его многосекционнаяконструкция обеспечивает при сравнительно высокой скорости пульпы достаточно большое время контакта,с.,:,фильтровальным материалом и высокуюстепень отделения жидкой фазы 3 1.Недостатком известного устройстваявляется то, что на поверхности перфорированного корпуса постепенноосаждаются и образуют слой частицыпульпы. Этот слой существенно снижает скорость разделения фаз и производительность устройства в целом. Дляхотя бы частичного срыва налипшихчастиц в проточном канале внутрипро, -точной части (для пульпы) устанавливаются обтекаемые тела, турбулизирующие поток. Однако такие элементывследствие интенсивного, абразивногоизноса сравнительно быстро истираются. Эффективность турбулизации резкопадает, а отложения пульпы на каркасе растут и снижают скорость фильт-3 10840 рации. Устройство необходимо отключать и производить профилактический ремонт, хотя все остальные детали могут хорошо работать в 5-10 раз дольше. Кроме того, установка дополнительных турбулизаторов значительно усложняет конструкцию устройства итехнологию его изготовления.Целью изобретения является увейичения межремонтного срока службы. . 1 ОПоставленная цель достигается тем, что установка для сгущения сус" пензий, содержащая трубопровод для подачи исходной суспензии, последовательно подключенные к нему Фильтры,15 ,выполненные в виде вертикальных цилиндрических корпусов, внутри кото% рых концентрично установлены перфорированные каркасы обтянутые фильтро" . вальной тканью, трубопровод для отво щ да сгущеной суепензии, подключенный к последнему фильтру по его оси, и коллектор для отвода осветленной жидкости из фильтров, последние снабжены обтекаемыми дорнами, установленными концентрично внутри каркасов, и перфорация каркасов имеет вид прямоугольников, больйая сторона которых перпен-. дикулярна оси фильтра. Кроме того, дорны выполнены одина"о ковой высоты и с диаметром, увеличи . вающимся в каждом последовательно под-, .ключенном фильтре.При такой конструкции и параметрах перфорированного каркаса исчезает не:.35 обходимость в выполнении жестких.турбулиэаторов, Их функцию выполняет валики, образующиеся иэ пульпы на ще левидных отверстиях. Эти валики хорошо турбулизуют пограничный слой потока4 О пульпы и в то же время не изнашивают-. ся или, что более правильно, самовос, стайавливаются эа счет транспортируе-, мого материала, Эффект образования турбулизирующих валиков наблюдается 45 особо интенсивно при наличии дорна в кольцевом канале. Указанный фактор . поозволяет упростить конструкцию пер.- Форированного каркаса и в несколько раз увеличить межремонтный срок его:50 службы. Самовосстановление, как процесс, обеспечивающий возвращение геометрических размеров валика к перво" начальному, происходит при разрушении валика. крупным включением в пуль- .:55 пе (например частицей щебня, металла, дерева и т,д.). В этом случае в районе разрушенного валика степень турбу 44лизации потока снижается, прижимающиесилы на частрицы в пограничном слоевалика превышают отрывающие, в реэуль.тате чего его размеры возрастают довеличины, обеспечивающей при сопутствующем увеличении степени турбулизации потока пульпы наступление динамического равновесия частиц на поверхности валика, имевшее место до его разрушения (или деформации).Выполнение Фильтров и каркасовв них идентичными с дорнами различного диаметра обеспечивает постоян,.тво скорости потока и взаимозаменяемость элементов.На фиг. 1 представлена установка,общий вид, на фиг2 - участок перфо" рированного каркаса, на фиг.З - то же, при работе установки.Установка для сгущения суспенэийсодержит фильтры 1-4. К фильтру 1подключен пульпопровод 5. Фильтры1-4 последовательно подключены один к другому патрубками 6-.8. Внутри каж" дого фильтра установлены перфорированные каркасы 9 с фильтровальнымматериалом 10, разделяющие полостьсоответствующего фильтра на проточный канал 11 икамеру 12 для осветленной воды, Установка содержит также отводящий коллектор или трубопровод 13, к которому параллельно подключены патрубками 14-17 камеры 12всех фильтров. Отверстия 18 каждого перфорированного каркаса 9 выполнены щелевидными и ориентированы длинными кромками перпендикулярно или под острым углом к вертикальной оси проточного канала 11, Отношение суммарной площади перфорированного каркаса 9 составляет от О,З до 0,7. Расчеты и проработка показывают, что при большем соотношении против щелевидных отвер.- стий, с уменьшением шероховатости поверхности; а при меньшем снижается эффективность турбулиэации и ,уменьшается эффективная площадь фильтрации.Внутри проточных каналов 11 установлены обтекаемые дорны 19-22, поверхность каждого из которых эквидистантна внутренней поверхности соответствующего перфорированного каркаса, Для обеспечения взаимозаменяемости фильтров они имеют одинаковые размеры, а дорны выполнены разного диаметра. Прн этом дорн 19 имеет44 5 . 10840 наименьший диаметр и, следовательно, площадь проходного сечения канала 11 в этом фильтре максимальна Диаметр обтекаемого дорна 20 фильтра 2 пре" вышает диаметр дорне 19 и т.д. Таким образом, максимальный диаметр имеет дорн 22следовательно зазор между ним и перфорированным каркасом минимален, Это позволяет соблюдать требуемую гидродинамику движения пульпы Ю при уменьшении ее обмма по мере обезвоживания., Работает установка следующим образом.По пульпопроводу 5 подлежащая 15 сгущению суспензия (пульпа) поступает в проточный канал 11 фильтра 1.Прн прохождении пульпы по проточному каналу 11 жидкая фаза начинает поступать через фнльтровальный материал И 10 в камеру осветленной воды 12.в связи с наличием. перепада давления между жидкостью в проточном канапе11 и в камере осветленной воды 12.Перед фильтруинФим материалом начина" 25 ют откладываться твердые частицы из пульпы, которые повышают степень очистки осветленной воды, но увеличивают сопротивление Фильтрующего перехода и уменьшают производительность. З Твердые частицы непрерывно накапли" ваются около фильтрующего материала, так как этот материал занимает только часть поверхности каркаса, последняя со стороны проточной части приобретает волнообразный вид, вызванный тем, что твердые частицы накапливаются в виже валиков только против окон с Фильтрующим материалом, а на водонеПройицаемых участках твердые частицы 4 О не задерживаются, С течение времени высота валиков твердых частиц увеличивается, что приводит к росту турбулентности потока и, следовательно, к увелнчению отрывающих сил, действующих на периферийные частицы. 43 мабкой-то момент отрывающие н прижимающие силы уравниваются и с этого момента валики остаются практически постояиными по размерам, в этом режимепериферийные частицы, находящиеся внеустойчивом равновесии, будут непрерывно отрываться и уходить в поток,а на их место будут подходить другиечастицы из пульпы. Осветленная засчет напорной фильтрации через слойтвердых отложений в валике жидкаяФаза поступает в камеру 12.Остальные фильтры работают аналогичным образом. Осветленная водаиз камер 12 всех фильтров поступаетв отводящий трубопровод 13. Сгущеннаяпульпа выводится из фильтра 4, Обтекаеиые дорны 19-22 формируют кольцевой поток пульпы в каждой секции стем, чтобы обеспечить условия турбулизации по всей толщине потока.Преимущества предлагаемого технического решения по сравнению с прототипом заключается в том, что использование для турбулизации потока отложений сгущенной пульпы позволяетобойтись без ранее нзготавливавшихсяжестких устройств для турбулизации.Помимо существенного упрощения конструкции и технологии изготовленияперфорированноо каркаса это обеспечивает ряд других преимуществ. Вчастности, межремонтный срок службыустройства может быть увеличен в3-5 раз, так как валики из пульпы помере разрушения самовосстанавливаются. Жесткие завихрители в прежнихконструкциях не имеют такой способности и изнашиваются намного раньшеостальных деталей. Устранение износатурбулизирующих элементов позволяетсохранять высокую производительностьустройства на протяжении всего межремонтного периода, в то время какв известных конструкциях она падаетао мере разрушения выступов,"Патент", г.ужгород, ул.Проектная,1 лиал Заказ 1855/6 Тираж 682 ПоВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5