МОБИЛЬНЫЙ РЕАГЕНТНЫЙ КОМПЛЕКС
MOBILE REAGENT COMPLEX

Изобретение относится к области приготовления и дозирования растворов реагентов и может использоваться в реагентном хозяйстве систем водоочистки и водоподготовки, а также в химической и пищевой отраслях. Недостатком существующих реагентных хозяйств является их громоздкость, значительные занимаемые площади, трудоемкость эксплуатации. Особенно указанные недостатки проявляются для временных реагентных хозяйств, небольших очистных сооружений, в частности, в систем нецентрализованного водоснабжения, а также при необходимости очистки и обеззараживания воды в аварийных ситуациях.
Известна установка для приготовления рабочего раствора реагента, содержащая растворный бак с мешалкой, расходный бак, насос, дозатор-эжектор [1]. Недостатками данной установки являются невозможность ее реализации в качестве мобильного комплекта.
Известно также устройство, основанное на циклическом принципе работы [2]. Оно содержит две емкости, используемые поочередно в качестве растворных и рабочих. Недостатком устройства является то, что данное техническое решение снижает надежность конструкции и ограничивает область применения известного устройства. Недостатками данной установки также являются невозможность ее реализации в качестве мобильного комплекта.
Известна Установка [3] для приготовления и дозирования растворов реагентов, содержащая две емкости с перемешивающими устройствами, линию подачи воды, устройство подачи сухого реагента, систему подачи и дозирования рабочего раствора реагента, комплекс запорной арматуры и измерительного оборудования, микропроцессорный блок управления. Емкости используются поочередно в качестве растворных и рабочих.
Наиболее близким аналогам (прототипом) предлагаемого решения является Мобильное реагентное устройство [4], которое включает водопроводную линию с задвижкой на ней, реагентный аппарат, выполненный в виде обратного усеченного конуса, в нижней части которого тангенциально присоединен входной патрубок, соединенный с патрубком подачи воды из водопроводной линии, расположенном до задвижки по ходу движения воды, выходной патрубок, расположенный в верхней части реагентного аппарата, соединенным с патрубком ввода раствора реагента в водопроводную линию, расположенном за задвижкой. В комплексе реагентный аппарат заполнен твердым реагентом таким образом, что над реагентом оставалось пространство для раствора реагента, в верхней части реагентного аппарата на выходе из него расположен дренаж из пористого полиэтилена, внутренняя полость которого соединена с выходным патрубком. Между патрубком подачи воды из водопроводной линии и входным патрубком в реагентный аппарат расположен расходомер и манометр, а между выходным патрубком из реагентного аппарата и патрубком ввода раствора реагента в водопроводную линию расположен ротаметр.
Недостатком такого реагентного хозяйства является то, что его использование для небольших или временных водоочистных сооружений в системах нецентрализованного водоснабжения, а также при необходимости очистки и обеззараживания воды в аварийных ситуациях, является затруднительным из-за необходимости включения в его состав дополнительных подсистем, например хранения готового реагента различной концентрации.
Техническим результатом является упрощение конструкции реагентного хозяйства.
Указанная цель достигается тем, что производство раствора реагента заданной концентраии производится путем перемещения заборного устройства – индентора внутри конусного корпуса.
Сущность изобретения поясняется рисунком (см. фиг.1), на котором обозначено:
а) структура реагентного комплекса
б) расположение индентора при заборе реагента высокой концернрации;
в) расположение индентора при заборе реагента низкой концернрации.
1 – корпус реагентного аппарата;
2 -твердый реагент;
3 – индентор (3а – дренаж из пористого материала, 3б – прорези для забора раствора реагента);
4 - выходной патрубок;
5 - манометр;
6 - расходомер;
7 - патрубок;
8 - напорная водопроводная линия;
9 - входной патрубок;
10 - шланг;
11 - патрубок опорожнения;
12 - ротаметр;
13 - патрубок ввода реагента;
14 - задвижка.
Реагентный аппарат состоит из входного патрубка 9, приваренного к нижней части корпуса 1, выполненного в виде обратного усеченного конуса, изготовленного из антикоррозионного материала (нержавеющей стали, пластмассы).
Корпус загружен твердым реагентом 2, в который погружен подвижный индентор 3 на верхней торцевой части которого размещен выходной патрубок 4, а нижний конец выполнен заостренным. Внутри индентора в нижней его части против отверстий 3б размещен дренаж из пористого материала 3а. В нижней части аппарата предусмотрен патрубок для опорожнения 11. Индентор 3 выполнен подвижным вдоль оси корпуса реагентного аппарата 1. Если требуется произвести раствор большей концентрации, то индентер поднимается вверх (рис б). В противном случае он погружается вниз (рис в)
На рисунке 1а приведена схема работы мобильного реагентного комплекса, поясняющая каким образом осуществляются процессы приготовление раствора реагента, его дозирование и ввод в трубопровод, транспортирующий воду, при этом одновременно производится дозирование расчетного количества реагента в обрабатываемую воду и учет общего количества воды, прошедшей через реагентный аппарат.
Мобильный реагентный комплекс работает следующим образом. Вода, транспортируемая по напорной водопроводной линии 8, на которой предусмотрена задвижка 14 для создания перепада давления путем дросселирования, через патрубок 7 вода поступает в реагентный аппарат 1, при этом производится отчет поступающей воды расходомером 6 и фиксируется давление манометром 5. В свою очередь аппарат 1 заполнен твердым (кусковым или гранулированным) реагентом (например, сернокислый алюминий, гипохлорит кальция и др.) 2. Вода, растворяя твердый реагент 2 проходит через отверстия индентора 3б и через пористый материал 3а и через выходной патрубок 4 поступает на ротаметр 12, на котором устанавливается заданный расход реагента, через патрубок ввода реагента 13 подается в трубопровод 8, в котором в дальнейшем происходит смешение реагента с водой. Для подвода и отвода рабочих расходов воды предусмотрены гибкие соединительные шланги 10. МРК также снабжен необходимой запорно- регулирующей арматурой.
Сущность изобретения заключается в том, что в мобильном реагентном комплексе, подключенном к напорной водопроводной линии с дросселирующей задвижкой на ней, реагентный аппарат, выполненный в виде обратного усеченного конуса, в нижней части которого тангенциально присоединен входной патрубок, соединенный с патрубком подачи воды из водопроводной линии, расположенном до дросселирующей задвижки по ходу движения воды, выходной патрубок, расположенный в верхней части реагентного аппарата, соединен с патрубком ввода раствора реагента в водопроводную линию, расположенном за дросселирующей задвижкой, согласно изобретения реагентный аппарат заполнен твердым реагентом, а на выходе из реагентного аппарата расположен дренаж из пористого материала, внутренняя полость которого соединена с выходным патрубком, 4 расположенным на инденторе, при этом между патрубком подачи воды из водопроводной линии и входным патрубком в реагентный аппарат расположен расходомер 6 и манометр 5, а между выходным патрубком из реагентного аппарата и патрубком ввода раствора реагента в водопроводную линию расположен ротаметр 12.
Благодаря конической форме реагентного аппарата обеспечиваются условия неравномерного растворения твердого реагента, при этом соответствующий расход воды, подаваемый в аппарат, обеспечивает получение насыщенного раствора реагента, который на выходе из аппарата освобождается от механических примесей проходя через дренаж из пористого полиэтилена.
Принципиально важным является получение насыщенного раствора реагента в зависимости от его растворимости и содержания активной части в продукте, что позволяет корректно с достаточной точностью подать в обрабатываемую воду расчетную дозу реагента, при этом дозирование раствора реагента производится с помощью ротаметра, а общий расход реагента учитывается расходомером. Этим устраняется сохранение в дополнительных емкостях раствора с различной концентрацией реагента.
Использованные источники:
1. Шорохов С.М. и др. Предохранение рек от загрязнений при разработке россыпных месторождений. М.: Недра, 1980, с.155-156.
2. Европейский патент EP 0229875, 1987.
3. Патент на изобретение № 2382674
4. Ким А. Н., Телятникова А. М. Вопросы оперативного обеззараживания воды в системах нецентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения/ Сборник научных трудов молодых ученых, аспирантов, студентов и преподавателей VII молодежного экологического конгресса «Северная Пальмира» 22-24 ноября 2016 года с.81-83