ФИЛЬТР-СЕПАРАТОР ЖИДКОСТИ ОТ МЕХАНИЧЕСКИХ ПРИМЕСЕЙ

Полезная модель относится к оборудованию для очистки воды и других жидкостей от механических примесей и может быть использована в энергетической, машиностроительной, нефтяной, горнодобывающей промышленности, при очистке сточных вод и в других областях народного хозяйства. Известен цилиндроконический гидроциклон напорного типа [Очистка производственных сточных вод / Под ред. С.В. Яковлева. - М.: Стройздат, 1985. - С.82-87], применяемый для разделения сточных вод на жидкую и твердую фазу и предназначенный, в основном, для извлечения из сточных вод грубо-дисперсных примесей, плотность которых должна быть не менее 1,2 г/см. Известен также Центробежный газожидкостный сепаратор, содержащий вертикальный корпус с днищем и крышкой, тангенциальный ввод смеси, соосные с корпусом цилиндрические вставки, образующие внутреннюю кольцевую полость (Патент на изобретение №2467786, опубликован: 27.11.2012).
Известен (RU, Патент на изобретение №2454267, Опубликовано: 27.06.2012) центробежный сепаратор, характеризующийся тем, что он включает вертикальный цилиндрический корпус с верхней крышкой и нижним коническим днищем, образующие внутреннюю полость фильтра-сепаратора, линию тангенциального ввода в эту полость очищаемой жидкости, подсоединенную к корпусу вблизи с верхней крышкой; патрубки вывода очищенной жидкости и осадка.
3
Известные фильтры - сепараторы характеризуются низкой эффективностью отделения механических примесей, частицы которых имеют небольшую массу, а плотность которых меньше или близка к плотности воды (меньше 1,2 г/см), что связано с тем, что мелкие частицы, обладающие недостаточной для преодоления сопротивления среды центробежной силой, устремляются во внутрь потока, туда же попадают мелкие ракушки, водоросли и т.п. За счет именно центробежной силы вращения жидкости возникает увеличение давления в воде вдоль стенок сосуда и поэтому появляется горизонтальный градиент давления направленный к центру, где давление становится меньше, что и является движущей силой для механических загрязнителей, плотность которых меньше или близка к плотности воды, смещающихся в центр, а в известных фильтрах - сепараторах именно из центральной части потока производится отвод очищенной жидкости. Задачей полезной модели является повышение эффективности очистки жидкости от механических примесей за счет организации отдельных отводов механических примесей с разной массой частиц, причем частицы с большей массой сепарируются под действием центробежных сил на стенке корпуса фильтра- сепаратора, а частицы с плотностью меньшей или близкой к плотности жидкости отводятся из центральной части. Техническим результатом, достигаемым использованием полезной модели, является исключение попадания частиц механических примесей с небольшой массой в поток очищенной воды, благодаря организации их отвода из центральной части фильтра-сепаратора, при этом очищенная жидкость отводится по отдельному каналу, в котором осевое направление вихревого потока изменяется на противоположное.
Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что фильтр-сепаратор жидкости от механических примесей, характеризующийся тем, что он включает вертикальный цилиндрический корпус с верхней крышкой и нижним коническим днищем, образующие внутреннюю полость фильтра- сепаратора, линию тангенциального ввода очищаемой жидкости во внутреннюю полость, подсоединенную к корпусу вблизи с верхней крышкой; патрубки вывода очищенной жидкости и жидкости с механическими примесями, по - крайней мере, двумя соосными с корпусом цилиндрическими вставками большего и меньшего диаметров, образующими между собой внутреннюю кольцевую полость, причем верхние торцы этих вставок соединены сплошной кольцевой перегородкой, а также конические вставки, отличается тем, что патрубок отвода очищенной жидкости подключен к внутренней кольцевой полости, нижний торец цилиндрической вставки большего диаметра соединен с большим основанием дополнительной вставки в виде перевернутого усеченного конуса с отверстием в нижнем меньшем основании для отвода загрязненной механическими примесями жидкости, причем стенки цилиндрической вставки большего диаметра и дополнительной конической вставки образуют с цилиндрическим корпусом и нижним коническим днищем канал для отвода загрязненной механическими примесями жидкости. Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что на входе во внутреннюю цилиндрическую вставку меньшего диаметра с примыканием к ее верхнему торцу дополнительно установлена диафрагма с закручивающими поток жидкости лопатками. Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что между нижними торцами цилиндрических кольцевых вставок на входе во внутреннюю кольцевую полость установлена перфорированная диафрагма. Поставленная задача решается, а технический результат достигается также тем, что фильтр - сепаратор дополнительно снабжен перегородкой в виде усеченного конуса, нижнее основание которого соединено с верхним торцом цилиндрической вставки большего диаметра, а верхнее основание - с верхним торцом цилиндрической вставки меньшего диаметра.
На фиг.1 схематически показан фильтр-сепаратор жидкости от механических примесей. Фильтр-сепаратор жидкости от механических примесей включает следующие элементы: вертикальный цилиндрический корпус 1, цилиндрическую вставку большего диаметра 2; цилиндрическую вставку меньшего диаметра 3; патрубок отвода очищенной жидкости 4; закручивающие лопатки 5 диафрагмы 6, установленной на входе в цилиндрическую вставку 3 меньшего диаметра; верхнюю крышку 7; трубу 8 тангенциального ввода очищаемой жидкости во внутреннюю полость фильтра-сепаратора; перегородку 9 в виде усеченного конуса, нижнее основание которого соединено с верхним торцом цилиндрической вставки 2 большего диаметра, а верхнее основание - с верхним торцом цилиндрической вставки 3 меньшего диаметра; элементы 10 крепления и фиксации положения цилиндрической вставки 2 во внутренней полости фильтра-сепаратора, например, металлические стержни; внутреннюю полость 1 1 кольцевой вставки 3 меньшего диаметра; внутреннюю кольцевую полость 12, образованную двумя соосными с корпусом цилиндрическими вставками большего 2 и меньшего 3 диаметров; перфорированную диафрагму 13; коническое днище 14; вставку 15 в виде перевернутого усеченного конуса, соединенную большим основанием с нижним торцом цилиндрической вставки 2 большего диаметра и имеющим отверстие 16 в меньшем основании для отвода загрязненной механическими примесями жидкости; патрубок 17 для отвода загрязненной механическими примесями жидкости из фильтра-сепаратора.
Полезная модель работает следующим образом. Очищаемая жидкость, содержащая механические примеси, по трубе 8 тангенциально вводится во внутреннюю полость фильтра-сепаратора, образованную цилиндрическим корпусом 1, верхней крышкой 7 и нижним коническим днищем 14. Под действием центробежных сил часть механических примесей, способных преодолеть сопротивление среды и разность градиента давления, направляется к стенке корпуса 1 и далее попадает в канал, образованный дополнительной цилиндрической вставкой 2 и стенкой корпуса 1, а далее коническим днищем 14 и конической вставкой 15. Коническая перегородка 9 повышает эффективность удаления этих примесей. Загрязненная механическими примесями жидкость из этого канала удаляется из фильтра-сепаратора через патрубок 17.
Оставшаяся жидкость вместе с частицами, которые не были отсепарированы под действием центробежных сил, проходит во внутреннюю полость 11 кольцевой вставки 3 меньшего диаметра. Под действием градиента давления, возникающего во вращающемся потоке из-за увеличения давления по мере удаления от центра, оставшиеся частицы, содержащиеся в жидкости, устремляются к центру закрученного потока и затем через отверстие 16 в меньшем основании вставки 15 отводятся вместе с загрязненной механическими примесями жидкостью к патрубку 17. Очищенная жидкость поступает во внутреннюю кольцевую полость 12, образованную двумя соосными с корпусом цилиндрическими вставками большего 2 и меньшего 3 диаметров, а затем выводится из фильтра-сепаратора через патрубок 4. Поворот потока жидкости на 180 градусов повышает эффективность очистки оставшихся в потоке механических частиц, которые благодаря конической вставке 15 направляются к отверстию 16. На входе во внутреннюю полость 11 кольцевой вставки 3 меньшего диаметра может быть установлена диафрагма 6 с закручивающими поток лопатками 5, что повысит эффективность работы полезной модели за счет интенсификации крутки потока. На входе во внутреннюю кольцевую полость 12 может быть установлена перфорированная диафрагма, благодаря которой повысится эффективность очистки, так как поток очищенной жидкости будет равномерно распределяться по сечению входа во внутреннюю кольцевую полость.