СЕПАРАТОР ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к устройствам для очистки от примесей технологических жидкостей, используемых в различных отраслях промышленности, где существует необходимость разделения суспензий, а также для очистки природных вод, бытовых и промышленных сточных вод.
Широко известен аппарат «гидроциклон» (описан в различных источниках, в частности: http://www.mining-enc.ru/g/gidrociklon/l включающий конусообразный корпус с отверстием для ввода очищаемой жидкости и отверстиями для вывода очищенной жидкости и загрязненной жидкости. Данные аппараты производятся различными предприятиями, например НПЦ «ПромВодОчистка» (см. https://prom-water.ru)
Недостатком аналога является несовершенная форма изделия, обуславливающая недостаточную эффективность очистки. Форма таких изделий предопределяет возникновение хаотичных завихрений в потоке очищаемой жидкости, в результате чего часть примесей остается в очищенной жидкости. Конструкция данного устройства исключает его настройку в зависимости от объема очищаемой жидкости, вида и степени ее загрязненности и необходимой степени очистки. Под воздействием трения частиц примесей части данной конструкции быстро изнашиваются, при этом их отдельная замена не предусмотрена либо сложна и сопряжена с большими трудозатратами.
Технический результат полезной модели заключается в создании надежного, долговечного и технологичного устройства, позволяющего улучшить качество очистки жидкостей от твердых примесей.
Технический результат достигается тем, что корпус представляет собой полый цилиндр, отверстие для ввода очищаемой жидкости располагается в верхней части корпуса, отверстие для вывода очищенной жидкости и отверстие для вывода загрязненной жидкости располагаются в нижней части корпуса, при этом внутри корпуса установлен полый цилиндр, в стенках которого выполнены отверстия, а на его верхнем основании установлено навершие со шнековым завихрителем.
Достижению технического результата способствуют также следующие особенности конструкции:
- сепаратор снабжен одним или несколькими дополнительными отверстиями для вывода загрязненной жидкости;
- сепаратор снабжен, по меньшей мере, одним промывочным контуром, соединяющим отверстие для вывода загрязненной жидкости и отверстие для ввода очищаемой жидкости;
- отверстия в стенках полого цилиндра, установленного внутри корпуса, расположены в верхней половине этого цилиндра;
- отверстия в стенках полого цилиндра, установленного внутри корпуса, выполнены в виде параллельных прорезей, образующих винтовые линий с углом подъема, варьирующимся от 30° до 150°;
- навершие со шнековым завихрителем имеет два или более шнека, расположенных на равном угловом расстоянии;
- навершие со шнековым завихрителем крепится на цилиндре, установленном внутри корпуса, посредством резьбового соединения;
- цилиндр, установленный внутри корпуса, крепится к корпусу посредством резьбового соединения.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фигуре 1 показан общий вид сепаратора в разрезе в варианте исполнения с двумя отверстиями для вывода загрязненной жидкости и двумя промывочными контурами. На фиг. 2 показан вид сепаратора в разрезе в варианте исполнения с одним отверстием для вывода загрязненной жидкости и одним промывочным контуром. На фиг. 3 показаны различные углы подъема винтовых прорезей во внутреннем цилиндре 2.
На чертеже позициями показаны:
1 – корпус;
2 - внутренний цилиндр;
3 - навершие со шнековым завихрителем;
4 - входное отверстие;
5 - выходное отверстие;
6 - резьбовое соединение навершия и внутреннего цилиндра;
7 - патрубки вывода загрязненной жидкости;
8 - промывочные контуры;
9 - отверстия во внутреннем цилиндре;
10 - резьбовое соединение внутреннего цилиндра и нижнего основания корпуса;
11 - угол подъема винтовых прорезей;
12 - отверстия для вывода загрязненной жидкости.
Стрелками на фиг. 2 показаны направления движения жидкости в полостях сепаратора.
Предлагаемый сепаратор для очистки жидкостей работает следующим образом.
Очищаемая жидкость подается под давлением через входное отверстие 4 во внутреннее пространство установленного вертикально корпуса 1 и направляется вниз, закручиваясь при взаимодействии со шнековым завихрителем на навершии 3. Далее формируется внешний и внутренний соприкасающиеся спиральные потоки очищаемой жидкости с единым направлением вращения. Нисходящий вихрь очищаемой жидкости проходит вдоль цилиндрической стенки корпуса 1, при этом под воздействием центробежной силы тяжелые частицы примесей выбрасываются к стенке корпуса 1 и перемещаются вниз, к отверстиям для вывода загрязненной жидкости 12. В нижней части корпуса вихрь очищаемой жидкости меняет направление на восходящее и направляется через отверстия 9 во внутренний цилиндр 2, после чего выходит через выходное отверстие 5.
Сепаратор для очистки жидкостей может быть снабжен промывочным контуром 8. В преимущественном варианте исполнения сепаратор может иметь по меньшей мере два отверстия для вывода загрязненной жидкости 12 и два промывочных контура 8, позволяющих промывать каждый из патрубков вывода загрязненной жидкости 7 в случае их засорения без остановки процесса функционирования сепаратора.
Производство предлагаемого устройства из двух труб, установленных соосно одна внутри другой, позволяет использовать стандартизированные металлические или полимерные изделия массового производства, а также унифицированные соединительные узлы. Это обеспечивает высокую технологичность производства изделия и позволяет быстро производить текущий ремонт и замену частей сепаратора, исключая длительные простои.
Резьбовое соединение 10 внутреннего цилиндра 2 и нижнего основания корпуса позволяет подбирать внутренние цилиндры 2 в зависимости от условий функционирования устройства - скорости потока очищаемой жидкости, ее загрязненности, необходимой степени очистки. При этом может меняться высота и диаметр внутреннего цилиндра 2, а также форма и расположение отверстий 9. Это обеспечивает возможность настройки устройства в широком диапазоне требований к очистке. Также благодаря резьбовому соединению 10 внутренний цилиндр 2 в случае износа может быть легко заменен.
Закрепление внутреннего цилиндра 2 на нижнем основании корпуса позволяет создать оптимальную форму внутреннего пространства сепаратора, позволяя минимизировать хаотичные завихрения потока очищаемой жидкости.
Отверстия 9 на внутреннем цилиндре в преимущественном варианте исполнения выполняются в виде параллельных прорезей, при этом они имеют форму винтовых линий с углом подъема 11, варьирующимся от 30° до 150°. Этот угол наклона позволяет оптимально подбирать скорость очистки, исключая попадание крупных частиц как оседающих, так и всплывающих примесей в полость внутреннего цилиндра 2.
Навершие со шнековым завихрителем 3 в преимущественном варианте исполнения имеет два или более шнека, расположенных на равном угловом расстоянии, что позволяет равномерно распределить давление жидкости на узлы устройства.
Использование фланцевых соединений корпуса 1 и подводящего и отводящего трубопроводов позволяет легко включать устройство в технологическую схему предприятия, а его небольшие массогабаритные характеристики определяют удобство его монтажа и размещения.
Для изготовления устройства в зависимости от агрессивности очищаемой среды могут быть использованы сталь, чугун, нержавеющая сталь, полимерный материал.
Непрерывный выход загрязненной жидкости позволяет устройству самоочищаться, что обеспечивает бесперебойность производственного процесса и отсутствие необходимости частого обслуживания.
В заявляемом устройстве используется исключительно энергия рабочей среды, функционирование устройства полностью обеспечивается давлением потока очищаемой жидкости.
Оптимальная конфигурация устройства позволяет добиться максимальной концентрированности примесей в загрязненной жидкости. Размещение отверстий для вывода загрязненной жидкости 12 на максимальном удалении от оси устройства позволяет оптимизировать процесс вывода примесей.
Предлагаемая компактная конструкция дает возможность создания автоматизированных установок, включающих несколько устройств с различными параметрами, установленными параллельно или последовательно, что позволяет получать различные фракции.
Заявляемая конструкция полезной модели обладает высокой надежностью, ремонтопригодностью, технологичностью и широким диапазоном применения в различных отраслях промышленности.