Дренажно-распределительный элемент для аппарата с зернистой загрузкой

(19) 31 51 4 В 01 Р 15/00, 23 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ иальныи инаменко,и Е. Г. И ан о СССР, 1970.СССРО, 1980. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТ(54) ДРЕНАЖНО-РАС ПРЕД ЕЛ ИТЕЛ ЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ АППАРАТА С ЗЕРНИСТОЙ ЗАГРУЗКОЙ(57) Изобретение относится к дренажнораспределительным элементам для аппаратов с зернистой загрузкой и позволяет повысить надежность в работе и равномерность распределения жидкости. Дренажно-распределительный элемент состоит из концентрично расположенных колец 1, жестко соединенных между собой точечной сваркой с образованием щелей. При этом периферийное кольцо выполнено с фланцем 5, а в центральном установлен вкладыш. 11 з.п. ф-лы, 12 ил.31790 141Изобретение относится к аппаратам с зер. нистой загрузкой, используемым для очистки сточных вод путем фильтрования н здсорбции.Целью изобретения является 1 Овышение надежности аппаратов в работе к равномерности распределения жидкости по об.ьему зернистой загрузки.На фиг, 1 представлен дренажно-распределительный элемент, продольный разрез; на фиг. 2 - 12 - варианты выполнения И расположения колец элемента.Дренажно-распределительный элемеИг состоит из колец 1, расположенных с зазором или щелями 2 между соседними кольцами, жестко соединенных между собой посредством точечной сварки 3. Кольга по высоте равны толщине разделительной доски 4 и образуют в этом случае плоский элемент, рзсположенный заподлицо с верхней н нижней поверхностями разделительной доски 4 (фиг. 1, 4).Периферийное кольцо выполнено с фланем 5, предназначенным для соединения ренажно-распределительного элемента с азделительной доской и при помощи бол, ,ового соединения 6. Для уменьшения мегаллоемкости фильтрующего элемента в разделительной доске выполнена горизонтальная расточка под фланец, что уменьшает его высоту. Это позволяет выполнить высоту колец равной толщине доски. Между доской 4 и фланцем 5 размещено прокла очное кольцо 7 из фторопласта или политилена. В центре внутреннего кольца онцентрично размещен с зазором 2 вкладыш 8. Кольцаи вкладыш 8 могут быпгь выполнены цилиндрическими (фиг. 1). В этом случае смежные их поверхности образуют цилиндрические зазоры или щели 2, направленные вертикально. Кольца и вкладыш также могут быть выполнены коническими с образованием сходящихся и расходящихся веерообразных конических щелей (фиг. 2 и 3), а также одновременно иметь цилиндрические и конические поверхности с образованием цилиндрических и конических щелей (фиг. 4). Это расширяет возможности управления потоком рассола или промывочной жидкости, что позволяет целенаправленно и более интенсивно осуществлять про. цесс промывки зернистой загрузки, з следовательно, интенсифицировягь процесс реге. нерации.Четные кольца 1 могут быть смещены по вертикалк относительно нечетных (фиг. 5). при этом высота всех колец остается одинаковой, равной 11. Это позволяет осущесг. вить четкую фиксацию нечетных колец с помощью технологического поддона с выступами, равными выемкам, образугощимкся между кольцами, и улучшить условия фиксации колец между собой с помощью сварки, чго сн:;,",;а;,т тр,доемкость процесса изготовления филь рующего элемена, з также повышает его качество.Каждое последующее кольцо 1, начиная с наружного, смещено по Вертикали относительно предыдущего (фиг. 8). Такое расположение колец обеспечивает четкую фиксацию каждого кольца относительно друг друга на ступенчатом технологическом поддоне, с соблюденкем точно заданного зазора 8, го упрощает процесс изготовления, его трудоемкость и повышает качество фильтрующего элемента В целом. Образующиеся уступы между кольцзмк улучшают условия фиксации колец между собой с помощью точечной сварки 3.Кольца могут быть смещены вверх (фиг. 56) или вниз, я также часть колец сме 1 цена вверх, а другая -- вниз (фиг.1. Это также обеспечивает фиксацию некотсрых колец на технологическом ступенчатом поддоне и у.учшает условия сочленения колец между собой сваркой. При этом общая высота фильтрующего элемента увеличивается незначительно. Четные кольца могут Оыть вьшолнены по высоте больше нечетных или, наоборот, нечетные кольца выполнены по высоте больше четных (фиг. 8). Этот вариант также обеспечивает фиксацию на технологическом поддоне четных колец и улучшает условия сочленения колец между собой с помощью точечной сварки. Каждо. последующее кольцо 1, начинаяс наружного, выполнено уменьшающимся по высоте к центру (фиг. 9) или каждое последующее кольцо 1, начиная с вкладыша 8, выполнено уменьшающимся по высоте к периферии (фиг. 10). Такое выполнение колец и их расположение позволяет фиксировать каждое кольцо одно относительно другого на стугенчатом технологическом поддоне с точной выдержкой зазора 8, что упрощает процесс изготовлеИя фильтрующего элемента и трудоемкос;ь последнего. Дополнительно при этом достигается снижение металлоемкости фильруюгцего элемента при соблюдении минимальной его высоты г 1, не выходящей за пределы толщины разделительной доски, и улучшение условий соединения колец между собой гочечной сваркой за счет образованкя прямоугольных высту- ггОВ кли Вьгемок между смежными кольцами.Кольца 1 сменьеня О,.,нс Относительно0 другого на Величину К, рзвнугз 0,5 - 1,0 толщины О стенки кольца (фиг. 5 - -7), т е.К= (0,5- -10) 1 ь Разница бол 1 нпих к меньших колец по Высоте составляет 1- - 2 ол .цины 5 стенки Сольца (фиг. 8), т.е 11 - 1 г+2 К или1=11(05 - -1 0) "г3.3 д КЗЗЯННЬ 1 Е ПРЕДЕС.; ОО 1 СЕгКВЗЮТ ВЫПОЛ,1 ЕггЕ ВЫСТ 11 ПОВ И, и ВПЯ д гн МСЖду КОЛ ьцдг, достаточных по рззмсрдм для надежной фиксации КО.,1 ец ОтОсительно дргг друга нд45 50 55 ступенчатом технологическом поддоне или между собой с помощью точечной сварки.Уменьшение величины К ухудшает фиксацию колец относительно друг друга на технологическом поддоне и между собой с помощью точечной сварки. Это объясняется тем, что уменьшение высоты выступов или выемок колец с учетом необходимых общепринятых фасок на торцах колец и технологического поддона практически исключает образование фиксирующих цилиндрических поверхностей на кольцах и ступенчатом технологическом поддоне, а также прямоугольных выступов или выемок под сварку между кольцами.Увеличение размера Ь выше указанного никаких преимуществ не обеспечивает, но повышает при этом металлоемкость фильтрую- щего элемента.Наружная и внутренняя поверхности конических колец (фиг. 2 - 4 и 6) образованы поверхностями двух конусов, образующие 9 и 1 О которых в одном случае параллельны друг другу (фиг. 11), а в другом пересекаются (фиг. 12), причем оси конусов в обоих случаях совмещены с осью корпуса. В первом случае вершины 11 и 12 конусов совпадают, а углы а наклона образующих равны между собой. При этом вершины всех конусов, образующие конические поверхности колец, расположены на общей оси и лежат друг над другом. Во втором случае вершины конусов пересекаются в общей точке 3, а углы р и 1 наклона образующих не равны между собой. При этом вершины всех конусов, образующих конические поверхности колец, пересекаются всегда в точке 13, лежащей на оси корпуса.Указанная установка колец позволяет осуществить подачу рассола или промывающей жидкости пересекающимися или расходящимися потоками и интенсифицировать технологический процесс или процесс регенерации.Периферийное кольцо может быть выполнено в виде фланца (фиг. 10), что снижает трудоемкость его изготовления, а также металлоемкость фильтрующего элемента. Кольца 1, фланец 5, вкладыш 8 и болтовое соединение выполнены из термо- и коррозионностойкого металла, например титана, что позволяет осуществить проведение технологического процесса в любых агрессивных средах при сравнительно больших перепадах температур.Толщина Ь стенки колец выбирается в пределах 2 - 6 мм, высота Ь колец, равная высоте разделительной доски 4, - в пределах 10 - 20 мм, количество колец - 4 - 20.Величина Я щелевого зазора равна О, - 3 мм. Размеры колец определяются прочностными свойствами и жесткостью, которые исключают деформацию, коробление, смятие и нарушение их целостности и формы. Однако для уменьшения габаритов и метал 5 О 5 20 25 30 35 40 4лоемкости фильтрующего элемента при высоких прочностных свойствах материала (например, титана) размеры колец следует выбирать в диапазоне наименьших указанных величин. Фланец изготовляется из листового материала толщиной 3 - 5 мм для обеспечения необходимой жесткости и исключения осевой деформации (прогиба). Размер 5 щели выбирается из условия обеспечения заданной производительности адсорбера или фильтра по очищаемой жидкости и фракционного состава зернистой загрузки (сорбента). В качестве зернистой загрузки могут быть использованы активированные угли или ионообменные смолы различного фракционного состава, причем поглоти- тельная способность сорбента увеличивается с уменьшением размера зерна. В этих условиях размер щели должен быть несколько меньше минимального размера зерна загрузки и составлять 0,1 - 0,2 мм. Уменьшение щели ниже 0,1 - 0,2 мм нецелесообразно, так как резко увеличивает сопротивление фильтрующего элемента, снижает его пропускную способность и вызывает забивание щелей и остановку адсорбера на продувку и очистку дренажно-распределительных элементов. Поэтому необходима тщательная первичная промывка зернистой загрузки от пылевидной фракции размером менее 0,1 - 0,2 мм. Кроме того, наличие пыли в зернистой загрузке снижает качество очищаемой жидкости по взвешенным веществам (мутности).Для избирательного поглощения определенных примесей допускается использование зернистой загрузки с фракцией 0,6 - 2 мм, а в отдельных случаях 2 - 3 мм. При этом размер щели определяется также размером минимальной фракции сорбента и необходимой пропускной способностью и составляет 0,2 - 3 мм, но с таким условием, чтобы щели пропускали жидкость и задерживали при этом зерна сорбентов наименьшей фракции. На границах колец не должно быть заусенцев, вмятин, задиров, трещин и неровностей, которые искажают размер и форму щелей. Для уменьшения сопротивления и забивания щелей поверхности колец и фланец 5 должны иметь высокую чистоту обработки,Изготовление фильтрующего элемента осуществляется путем установки исборки его деталей с последующей фиксацией их в единое целое точечной сваркой. Размер 5 щелей 2 выдерживается при изготовлении фильтрующего элемента установкой в зазор прокладок из металлической фольги.Фильтрующие элементы предложенной конструкции устанавливаются в необходимом количестве на разделительной доске адсорбера или фильтра через фторопластовые прокладочные кольца 7, обеспечившие необходимые плотность и жесткость соеди 431796пения, после чего закрепляются в таком положении болтовыми соединениями.Устройство работает следующим образом.Например, в адсорбер на разделительную доску 4 с дренажно-распределительными элементами загружена зернистая загрузка необходимой фракции, отмыта от медочи и пыли, размером менее величины Я Шели, Слой загружаемой загрузки составляет 0,7 - 0,8 полезного объема адсорбера не показано). Фильтруемая жидкость (рас оол хлорорганических производств, сточные воды и органические жидкости, загрязненные (римесями, и т.д.), поступая в адсорбер, гроходит зернистую загрузку и через зазоры йли щели 2 направляется на выход из колонны в последующие адсорберы, на исполь 15 зование или на нейтрализацию согласно того или иного регламента. фор.чула изобретения При регенерации (промывке) фильтруюих элементов технически чистую воду поают снизу к разделительной доске и фильтуюшими элементам под необходимым двиением, оттуда она через щели 2 равноерно распределяется по объему зернистой загрузки и взрыхляет последнюю, При этом забитые щели 2 или участки при прохождеНии жидкости промываются от уплотненных пылевидных частиц. Промывочная вода поступает в отстойники. 1. Дренажно-распределительный элемент для аппарата с зернистой загрузкой, содержаший набор колец, установленных с зазором между соседними кольцами, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и равномерности распределения жидкости, кольца установлены концентрично, выполнены с диаметрами, монотонно увеличиваюшимися от центра к периферии, и жестко соединены одно с другим,при этом в центре размещен вкладыш, апериферийное кольцо имеет фланец.2. Элемент по п. 1, отличающийся тем,что кольца и вкладыш выполнены цилиндрическими,3. Элемент по п, 1, отличающийся тем,что кольца и вкладыш выполнены коническими.4. Элемент по п, 1, отличающийся тем,что часть колец выполнена с цилиндрической наружной поверхностью и коническойвнутренней поверхностью.5. Элемент по пп. 1 - 3, отличающийсятем, что четные кольца смещены по вертикалиотносительно нечетных.6. Элемент по пп. 1 - 3, отличающийсятем, что каждое последующее кольцо, начиная с периферийного, расположено вышепредыдущего.20 7. Элемент по пп, 1 - 3, отличающийся темчто кольца через одно установлены вышесоседнего.8. Элемент по пп, 1 - 3, отличающийся тем, что высота колец через одно выполнена большей соседнего.9. Элемент по пп. 1 - 3, отличающийся тем,что высота колец и вкладыша выполненамонотонно уменьшаюшейся от перифериик центру.1 О. Элемент по пп. 1 - 3, отличающийсятем, что высота колец и вкладыша выполнена монотонно увеличивающейся от периферии к центру.11. Элемент по пп. 1, 2, 3, 5 и 6, отличающийся тем, что кольца смещены одноотносительно другого на высоту, составляюшую 0,5 - 1,0 толщины стенки кольца.12. Элемент по п. 1, отличающийся тем,что кольца соединены одно с другим точечной сваркой.сносел делам кая на е,г. Уж Составитель С. К Техред И. Вере Тираж 642 омитета СССР по Ж - 35, Раушс еское предприят