ЭЛЕКТРОФЛОТАТОР С УСТРОЙСТВОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ТУРБУЛЕНТНОГО ПОТОКА ЖИДКОСТИ В ЛАМИНАРНЫЙ
ELECTRIC FLOTATOR WITH DEVICE FOR CONVERSION OF FLUID TURBULENT FLOW INTO LAMINAR FLOW

Изобретение можно использовать для очистки воды и жидкостей.
Известно устройство «Электрофлотатор для очистки сточных вод». Патент RU №2343121 C1, МПК C02F 1/465 (2006.01). Заявка: 2007128183/15, 23.07.2007.
Электрофлотатор содержит цилиндрическую камеру флотации, блок электродов, камеру отстаивания, устройство для сбора и эвакуации пены, водораспределительное устройство и устройства подачи и отвода воды. Камера флотации имеет в своей средней части сужение, выделенное в ней конфузором и диффузором, и установленный в нем блок электродов чередующейся полярности в виде коаксиальных цилиндрических оболочек. Водораспределительное устройство образовано конфузором и нижней частью камеры флотации с наклонным дном. Устройство подачи воды выполнено в виде патрубка, тангенциально сопрягаемого с нижней частью камеры и сообщенного через регулировочный вентиль с напорным патрубком насоса. Камера отстаивания образована сопряжением нижней части камеры флотации с ее наклонным дном. Устройство отвода воды состоит из отводного патрубка, коаксиального камере флотации, имеющего вверху сливную воронку, оснащенную направляющими лопатками, и сообщенного через регулировочный вентиль с магистралью слива и через запорный вентиль с всасывающим патрубком насоса. Устройство сбора и эвакуации пены состоит из воздушного коллектора с кольцевым соплом и коническим дефлектором, сообщенного с напорным патрубком вентилятора и регулировочным шибером, и перфорированной головки, сообщенной через циклон с всасывающим патрубком вентилятора. Конструкция электрофлотатора позволяет интенсифицировать процесс очистки, что дает возможность выполнить его компактным, это наряду с простотой устройства и эффективностью работы обеспечивает возможность применения его в системе очистки сточных вод индивидуального потребителя. (Аналог).
Недостатком является нестабильность водяного потока из-за турбулентных потоков жидкости, что снижает эффективность работы устройства.
Известно устройство «Электрофлотатор для выделения белков из молочной сыворотки». Патент RU №2275967 C1, МПК B03D 1/14 (2006.01). Заявка: 2004126626/03, 06.09.2004.
2
Электрофлотатор содержит камеру флотации с вертикальными стенками, наклонное перекрытие, систему для диспергирования газа и сборник пены. Дополнительно содержит вторую камеру флотации, в качестве системы для диспергирования газа используются электродные блоки, состоящие из графитового анода, покрывающего днище каждой камеры флотации, и катода из нержавеющей сетки диаметром проволоки 0,4 мм, расположенного на расстоянии 8-10 мм от анода, и обеспечивающие возможность подвода к каждому из них постоянного электрического тока плотностью 50-150 А/м (прототип).
Недостатком является нестабильность водяного потока из-за турбулентных потоков жидкости, что снижает эффективность работы устройства.
Известно «Устройство для преобразования потока газа/жидкости в ламинарный поток или в поток с расслоенным режимом». Патент RU №2314859 C2, МПК B01D 45/12 (2006.01), F17D 1/20 (2006.01). Заявка: 2004126951/15, 31.01.2003.
Устройство установлено в трубопроводе и предназначено для преобразования дисперсного режима потока газа/жидкости в поток с ламинарным расслоенным режимом. Устройство включает первый набор неподвижных направляющих лопастей, установленных в трубопроводе для вращения потока жидкости/газа. Трубопровод в свою очередь соединен со вторым трубопроводом с таким же или другим диаметром, и в переходе между трубопроводами установлен второй набор лопастей или устройство, представляющее собой перфорированную пластину, предназначенную для остановки вращения газа. При этом через определенное расстояние во втором трубопроводе образуется естественная структура потока газа/жидкости с расслоенным режимом.
Недостатком является наличие вращающих лопастей, что снижает характеристики электрофлотатора из-за наличия в жидкости различного мусора, который может резко изменять направление вращения потока жидкости.
Целью изобретения является создание электрофлотатора с устройством, преобразующим турбулентный поток в ламинарный для увеличения производительности и качества очистки жидкости.
Технический результат (техническое решение) достигается тем, что электрофлотатор с устройством преобразования турбулентного потока жидкости в ламинарный выполнен из корпуса с перегородкой для двух емкостей, двух кассет электродов, источника электропитания, скребкового инструмента, насоса подачи жидкости, причем во второй емкости турбулентный поток опускается ко второй кассете электродов и проходит через блок закрепленных рядами по всей площади второй емкости профильных труб, расположенных вертикально, при этом турбулентный поток разбивается на малые по мощности турбулентные потоки в соответствии с количеством профильных труб в блоке, и за счет выравнивания давления во всех этих потоках при равных скоростях движения происходит преобразование этих маломощных потоков в ламинарный поток большой мощности, проходящий через вторую кассету электродов.
На Фиг.1 изображен «Электрофлотатор с устройством преобразования турбулентного потока жидкости в ламинарный».
На Фиг.2 изображен блок закрепленных рядами по всей площади второй емкости профильных труб, расположенных вертикально, вид сверху.
Статика.
«Электрофлотатор с устройством преобразования турбулентного потока жидкости в ламинарный» (Фиг.1), состоящий из корпуса (1) с перегородкой (2) для двух емкостей (3), двух кассет (4) электродов (5), источника электропитания (6), скребкового инструмента (7), насоса подачи жидкости (8), отличается тем, что во второй емкости (9), в которой турбулентный поток (10) опускается ко второй кассете (11) электродов (5), проходит (Фиг.2) через блок (12) закрепленных рядами по всей площади второй емкости (9) профильных труб (13), расположенных вертикально, при этом турбулентный поток (10) разбивается на малые по мощности турбулентные потоки (11) в соответствии с количеством профильных труб (13) в блоке (12), и за счет выравнивания давления во всех этих потоках (14) при равных скоростях движения происходит преобразование этих маломощных потоков (14) в ламинарный поток (15) большой мощности, проходящий через вторую кассету (11) электродов (5).
Работа.
При электрофлотации турбулентный поток (10) мешает равномерно обтекать электроды (5), и для этого над второй кассетой (11) электродов (5) расположен блок (12) профильных труб (13), например прямоугольных. Они соединены рядами по всей площади второй емкости (9). Турбулентный поток (10), попадая в зону блока (12), начинает проникать в профильные трубы (13). Создается незначительное гидравлическое сопротивление. Под его воздействием происходит выравнивание степени проникновения в трубы жидкости, и жидкость по большей части труб (13) проходит с примерно равной скоростью, т.к. по законам гидравлики давление жидкости на одной высоте равномерно по всей площади, во все стороны. В каждой профильной трубе (13) турбулентный поток (10) разбивается на маломощный турбулентный поток (14) с малой мощностью. При выходе из труб (13) все маломощные турбулентные потоки (14) сливаются в один, при этом за счет внутреннего трения в жидкостях происходит превращение турбулентного потока (10) в ламинарный поток (15) большой мощности.
Технико-экономические показатели относительно прототипа значительно выше, т.к. повышается степень очистки, улучшается технологический режим флотации, повышается производительность, снижаются издержки на обслуживании, и уменьшается расход электроэнергии.
Перечень позиций.
1 - корпус,
2 - перегородка,
3 - емкость,
4 - кассета,
5 - электрод,
6 - источник электропитания,
7 - скребковый инструмент,
8 - насос подачи жидкости,
9 - вторая емкость,
10 - турбулентный поток,
11 - вторая кассета,
12 - блок,
13 - профильная труба,
14 - малый по мощности турбулентный поток,
15 - ламинарный поток.