RU211048U1 - Гидроциклон - Google Patents
Гидроциклон Download PDFInfo
- Publication number
- RU211048U1 RU211048U1 RU2021136897U RU2021136897U RU211048U1 RU 211048 U1 RU211048 U1 RU 211048U1 RU 2021136897 U RU2021136897 U RU 2021136897U RU 2021136897 U RU2021136897 U RU 2021136897U RU 211048 U1 RU211048 U1 RU 211048U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- hydrocyclone
- product
- sorption
- sorption filter
- Prior art date
Links
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 40
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 6
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 22
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 11
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 abstract description 9
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 9
- 239000003621 irrigation water Substances 0.000 abstract description 6
- 238000003973 irrigation Methods 0.000 abstract description 4
- 230000002262 irrigation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 3
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 3
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- CWGBFIRHYJNILV-UHFFFAOYSA-N (1,4-diphenyl-1,2,4-triazol-4-ium-3-yl)-phenylazanide Chemical compound C=1C=CC=CC=1[N-]C1=NN(C=2C=CC=CC=2)C=[N+]1C1=CC=CC=C1 CWGBFIRHYJNILV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011362 coarse particle Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 1
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к комбинированным устройствам для разделения неоднородных жидких сред и может быть использована в сельскохозяйственной мелиорации при водоочистке или водоподготовке для систем капельного полива, микроорошения и дождевания. Техническим результатом является повышение эффективности очистки поливной воды от тонкодисперсных примесей и микрокапель органических загрязнителей. Поставленный технический результат достигается тем, что гидроциклон, включающий сопряжённые цилиндрическую и коническую обечайки, тангенциальный ввод для подачи исходного продукта, песковый патрубок для вывода тяжелого продукта, сливной патрубок для вывода осветленного продукта, снабженный установленным коаксиально с ним сорбционным фильтром, причём сорбционный фильтр образован стержнем и закреплёнными на нём на расстоянии (15÷20) мм один от другого перфорированными дисками с диаметром перфораций (1,0÷2,5 мм), снабжёнными снизу и сверху слоем сорбирующего материала толщиной (4÷8) мм из синтетических и натуральных волокон.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к комбинированным устройствам для разделения неоднородных жидких сред и может быть использовано в сельскохозяйственной мелиорации при водоочистке или водоподготовке для систем капельного полива, микроорошения и дождевания.
Известен гидроциклон, содержащий корпус, включающий сопряженные цилиндрическую и коническую обечайки, тангенциальный ввод для подачи исходного продукта, песковый патрубок для вывода тяжелого продукта, сливной патрубок для вывода осветленного продукта, фильтрующий элемент и шламовый сборник, причем коническая обечайка снабжена отбойным устройством, жестко закрепленным на подвижном штоке, и направляющим элементом, а фильтрующий элемент выполнен в виде полупроницаемой мембраны, закрепленной в цилиндрической обечайке (патент №40015 RU МПК В04С 5/22 от 27.08.2004).
К недостаткам известного гидроциклона относятся невозможность удаления из поливной воды тонкодисперсных примесей и микрокапель органических загрязнителей, а также сложность конструктивного оформления и эксплуатации гидроциклона.
Известен гидроциклон, содержащий тангенциальный ввод, сливной патрубок для вывода легкого продукта с фильтрующим элементом и разгрузочный штуцер вывода тяжелого продукта, причем сливной патрубок гидроциклона в верхней части снабжен насыпным сорбционным фильтром с цеолитовой загрузкой, а фильтрующий элемент содержит внутренний и наружный слои сетчатого опорного каркаса, между которым и размещена, по меньшей мере, одна фильтровальная перегородка (патент №158008 RU МПК В04С 5/22 от 20.12.2015).
К недостаткам известного гидроциклона относятся невысокая эффективность удаления тонкодисперсных примесей и микрокапель органических загрязнителей фильтрующим элементом, высокое гидравлическое сопротивление насыпного сорбционного фильтра с цеолитовой загрузкой и сложность его регенерации, что обусловлено необходимостью использования специальных регенерирующих растворов.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявляемому устройству и принятым за прототип является гидроциклон, содержащий корпус, включающий сопряженные цилиндрическую и коническую обечайки, тангенциальный ввод для подачи исходного продукта, песковый патрубок для вывода тяжелого продукта, сливной патрубок для вывода осветленного продукта, снабженный фильтрующим элементом с фильтрующей боковой поверхностью и цилиндрическим сорбционным фильтром, погруженным по верхний край тангенциального ввода, установленным коаксиально со сливным патрубком и размещенным на диске, образующим сверху в цилиндрической обечайке дополнительную камеру для сбора осветленного продукта, снабженную дополнительным сливным патрубком для вывода осветленного продукта (патент №184122 RU МПК В04С 5/22 от 16.10.2018).
К недостаткам известного гидроциклона относятся невысокая эффективность удаления тонкодисперсных примесей фильтрующим элементом с фильтрующей боковой поверхностью, а также сложность регенерации сорбционного фильтра, что обусловлено необходимостью использования специальных регенерирующих растворов.
Техническим результатом является повышение эффективности очистки поливной воды от тонкодисперсных примесей и микрокапель органических загрязнителей.
Поставленный технический результат достигается тем, что гидроциклон, включающий сопряженные цилиндрическую и коническую обечайки, тангенциальный ввод для подачи исходного продукта, песковый патрубок для вывода тяжелого продукта, сливной патрубок для вывода осветленного продукта, снабженный установленным коаксиально с ним сорбционным фильтром, причем сорбционный фильтр образован стержнем и закрепленными на нем на расстоянии (15÷20) мм один от другого перфорированными дисками с диаметром перфораций (1,0÷2,5) мм, снабженными снизу и сверху слоем сорбирующего материала толщиной (4÷8) мм из синтетических и натуральных волокон.
Фильтровальный сорбирующий материал может быть выполнен из следующих натуральных и синтетических волокон: хлопок, базальтовое волокно, техническая вата, нитрон, углеродные волокнистые полимерные материалы. Предлагаемые материалы обладают высокой фильтрующей способностью относительно тонкодисперсных примесей и микрокапель органических загрязнителей.
Стержень и закрепленные на нем на расстоянии (15÷20) мм один от другого перфорированные диски, снабженные снизу и сверху слоем сорбирующего материала, образуют съемный сорбционный фильтр, что облегчает замену фильтра и делает процесс водоочистки технологичным. Структуру фильтрующей насадки можно варьировать путем изменения числа фильтрующих слоев и расстояния между слоями, получая в результате несколько вариантов структуры фильтра, регулируя степень очистки.
Предлагаемая конструкция сорбционного фильтра, образованного стержнем и закрепленными на нем на расстоянии (15÷20) мм один от другого перфорированными дисками, снабженными снизу и сверху слоем фильтровального сорбирующего материала, увеличивает ресурс фильтра в сравнении с фильтром, содержащим сплошную загрузку фильтрующего материала, что позволяет повысить эффективность удаления примесей из воды и сократить время простоя гидроциклона на регенерацию (Дмитриева, З.Т. Высокоэффективная адсорбционная очистка воды от углеводородных примесей с использованием дискового фильтра с переменной скоростью потока//Вода, химия и экология. - 2013. - №6. - С. 31-38).
Уменьшение расстояния между перфорированными дисками с фильтровальным сорбирующим материалом менее 15 мм нецелесообразно вследствие того, что в этом случае гидродинамика потока будет схожа с расположением сорбционного материала сплошным слоем.
Увеличение расстояния между перфорированными дисками с фильтровальным сорбирующим материалом более 20 мм нецелесообразно вследствие ограничений по высоте сливного патрубка, внутри которого размещен сорбционный фильтр.
Предлагаемый диаметр перфораций дисков сорбционного фильтра в интервале (1,0÷2,5) мм обеспечивает оптимальные значения скорости потока воды в гидроциклоне и гидравлического сопротивления аппарата.
Уменьшение диаметра перфораций меньше 1,0 мм приведет к росту гидравлического сопротивления потока воды в аппарате и, как следствие, к снижению его производительности по очищенной воде.
С ростом диаметра перфораций выше 2,5 мм гидравлическое сопротивление потока воды в аппарате уменьшается, однако при этом значительно возрастет скорость потока воды в сорбционном фильтре, что приведет к снижению фильтрационной и сорбционной емкости фильтра и ухудшению показателей качества очистки воды.
Толщина слоя фильтровального сорбирующего материала (4÷8) мм обусловлена тем, что слой волокнистого материала имеет наибольшую сорбционную емкость при небольшой толщине, поскольку основное улавливание обеспечивает только верхний тонкий слой сорбента.
Уменьшение толщины слоя фильтровального сорбирующего материала менее 4 мм приведет к уменьшению массы сорбента, размещенной на перфорированном диске и снижению фильтрационной и сорбционной емкости сорбирующего материала.
Увеличение толщины слоя фильтровального сорбирующего материала более 8 мм нецелесообразно, поскольку не приведет к росту фильтрационной и сорбционной емкости сорбирующего материала, так как при очистке воды волокнистыми сорбирующими материалами «работает» только верхний тонкий слой сорбента, после насыщения которого происходит так называемое «запирание» фильтра и снижение его пропускной способности.
Повышение эффективности очистки воды от тонкодисперсных примесей и микрокапель органических загрязнителей при высокой технологичности устройства достигается за счет:
1) 
рабочей площади сорбционного фильтра;
2) варьирования структуры сорбционного фильтра путем изменения числа фильтрующих слоев и расстояния между слоями в зависимости от природы органических загрязнителей;
3) увеличения ресурса сорбционного фильтра и сокращения времени простоя гидроциклона на регенерацию при оперативной замене сорбционного фильтра на сменный (Высокоэффективная адсорбционная очистка воды от углеводородных примесей с использованием дискового фильтра с переменной скоростью потока / З.Т. Дмитриева // Вода, химия и экология. 2013. №6. С. 31-38).
На чертеже на фиг.1 изображен общий вид гидроциклона, на фиг.2 - сорбционный фильтр.
Гидроциклон содержит корпус, включающий сопряженные цилиндрическую 1 и коническую 2 обечайки, тангенциальный ввод 3 для подачи исходного продукта, песковый патрубок 4 для вывода тяжелого продукта, сливной патрубок 5 для вывода осветленного продукта, снабженный установленным коаксиально с ним сорбционным фильтром, который образован стержнем 6 и закрепленными на нем на расстоянии (15…20) мм один от другого перфорированными дисками 7 с диаметром перфораций (1,0÷2,5) мм, снабженными снизу и сверху слоем сорбирующего материала 8 толщиной (4÷8) мм из синтетических и натуральных волокон.
Гидроциклон работает следующим образом.
Поливная вода, содержащая грубодисперсные и тонкодисперсные механические частицы, поступает по тангенциальному вводу 3 в цилиндрическую обечайку 1 корпуса гидроциклона. Поток воды в гидроциклоне закручивается, при этом грубодисперсные частицы движутся от центра аппарата к периферии, ударяются о стенки корпуса, и далее по конической обечайке 2 опускаются вниз и выводятся через песковый патрубок 4 для вывода тяжелого продукта. Тонкодисперсные частицы и микрокапли органических загрязнителей вместе с потоком воды поднимаются вверх к сливному патрубку 5, где, проходя через перфорированные диски 7 сорбционного фильтра, осаждаются на фильтровальном сорбирующем материале 8. Осветленная вода выводится по сливному патрубку 5 из верхней части гидроциклона.
Пример
Произведем расчет площади сорбционных фильтров в прототипе и предлагаемой конструкции, выполненных в форме дисков.
Геометрические размеры входного (питающего) Rвх и выходного (сливного) Rвых патрубков с радиусом цилиндрической части гидроциклона Rк связаны соотношениями (Справочное пособие к СНиП 2.04.03-85 «Проектирование сооружений для очистки сточных вод». М.: Стройиздат, 1990. 65 с.):
Выразив из формулы (1) Rвх и подставив его в формулу (2), получим зависимость для Rвых:
или Rвых=0,24Rк - минимальное значение размера;
Rвых=0,4Rк - максимальное значение размера.
Учитывая, что площадь диска (окружности) с радиусом R рассчитывается по формуле:
то для прототипа площадь сорбционного фильтра составит:
где δ - доля площади, занимаемой сорбционным фильтром в кольцевом зазоре (Rк - Rвых), принимаем δ=0,2÷0,4 (см. фиг.1 в прототипе).
Принимая максимальное значение размера радиуса выходного патрубка по формуле (3) и подставив его в формулу (5) получим:
Для предлагаемой конструкции площадь сорбционного фильтра при количестве фильтрующих слоев n составит:
или при Rвых=0,4Rк и n=4 (см. фиг.2 заявки), получим:
Таким образом, площадь сорбционного фильтра в предлагаемой конструкции Sсф2 больше площади сорбционного фильтра в прототипе в 3,8 раза при δ=0,2 и 1,9 раза при δ=0,4. Соответственно обменная емкость сорбционного фильтра в предлагаемой конструкции Есф2 (мг-экв/г) будет превышать обменную емкость сорбционного фильтра прототипа Есф1 (мг-экв/г) в 1,9÷3,8 раза.
Таким образом, конструкция сорбционного фильтра, образованного стержнем и закрепленными на нем на расстоянии (15÷20) мм один от другого перфорированными дисками с диаметром перфораций (1,0÷2,5) мм, снабженными снизу и сверху слоем сорбирующего материала толщиной (4÷8) мм из синтетических и натуральных волокон, позволит улавливать из поливной воды тонкодисперсные примеси и микрокапли органических загрязнителей, повышая эффективности очистки поливной воды. К тому же, предлагаемая конструкция сорбционного фильтра позволит увеличить ресурс фильтра в сравнении с фильтром, содержащим сплошную загрузку фильтрующего материала.
Дополнительным результатом можно считать то, что снабжение гидроциклона съемной сорбционным фильтром, образованным стержнем и закрепленными на нем на расстоянии (15÷20) мм один от другого перфорированными дисками с диаметром перфораций (1,0÷2,5) мм, снабженными снизу и сверху слоем сорбирующего материала толщиной (4÷8) мм из синтетических и натуральных волокон, облегчает замену фильтра и делает процесс водоочистки технологичным.
Claims (1)
- Гидроциклон, включающий сопряжённые цилиндрическую и коническую обечайки, тангенциальный ввод для подачи исходного продукта, песковый патрубок для вывода тяжелого продукта, сливной патрубок для вывода осветлённого продукта, снабжённый установленным коаксиально с ним сорбционным фильтром, отличающийся тем, что сорбционный фильтр образован стержнем и закреплёнными на нём на расстоянии 15-20 мм один от другого перфорированными дисками с диаметром перфораций 1,0-2,5 мм, снабжёнными снизу и сверху слоем сорбирующего материала толщиной 4-8 мм из синтетических и натуральных волокон.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU211048U1 true RU211048U1 (ru) | 2022-05-18 |
Family
ID=
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114949998A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-08-30 | 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院 | 一种轧钢生产过程中乳化液在线制备及循环再生成套装备 |
| CN116967027A (zh) * | 2023-07-04 | 2023-10-31 | 华东理工大学 | 一种内置纤维诱导聚并强化旋流脱水的方法和装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2293993A (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-17 | John B Mckeown | Hydrocyclone separator |
| SU1202130A1 (ru) * | 1984-03-23 | 1999-06-10 | Московский институт стали и сплавов | Фильтр-гидроциклон для очистки суспензий |
| RU158008U1 (ru) * | 2015-05-15 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Гидроциклон |
| RU184122U1 (ru) * | 2018-08-15 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Гидроциклон |
| CN109310932A (zh) * | 2016-03-23 | 2019-02-05 | 海上斯塔普有限公司 | 烃-水分离器 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1202130A1 (ru) * | 1984-03-23 | 1999-06-10 | Московский институт стали и сплавов | Фильтр-гидроциклон для очистки суспензий |
| GB2293993A (en) * | 1994-09-30 | 1996-04-17 | John B Mckeown | Hydrocyclone separator |
| RU158008U1 (ru) * | 2015-05-15 | 2015-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Гидроциклон |
| CN109310932A (zh) * | 2016-03-23 | 2019-02-05 | 海上斯塔普有限公司 | 烃-水分离器 |
| RU184122U1 (ru) * | 2018-08-15 | 2018-10-16 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Всероссийский научно-исследовательский институт гидротехники и мелиорации имени А.Н. Костякова" (ФГБНУ "ВНИИГиМ им. А.Н. Костякова") | Гидроциклон |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114949998A (zh) * | 2022-06-14 | 2022-08-30 | 江苏大学镇江流体工程装备技术研究院 | 一种轧钢生产过程中乳化液在线制备及循环再生成套装备 |
| CN116967027A (zh) * | 2023-07-04 | 2023-10-31 | 华东理工大学 | 一种内置纤维诱导聚并强化旋流脱水的方法和装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101417049B1 (ko) | 공정 스트림 분리 방법 및 어셈블리 | |
| RU2469771C1 (ru) | Сепаратор для очистки газа | |
| RU211048U1 (ru) | Гидроциклон | |
| RU211553U1 (ru) | Гидроциклон | |
| RU2160714C1 (ru) | Установка для очистки воды от нефтепродуктов и механических примесей | |
| RU169536U1 (ru) | Центробежно-тонкослойный сепаратор | |
| RU202824U1 (ru) | Гидроциклон | |
| CN212467367U (zh) | 单级真空净油机 | |
| CN201501818U (zh) | 催化氧化高效过滤器 | |
| CN104645830B (zh) | 高效脱硫废液提盐回收装置 | |
| SU1535589A1 (ru) | Самоочищающийс патронный фильтр дл очистки воды | |
| CN204469549U (zh) | 高效脱硫废液提盐回收装置 | |
| RU2493900C1 (ru) | Способ сепарации газожидкостного потока | |
| RU2181068C2 (ru) | Установка для разделения водомасляных эмульсий | |
| RU13539U1 (ru) | Фильтр-сепаратор и фильтрующий элемент | |
| RU98147U1 (ru) | Фильтр-сепаратор | |
| CN221771842U (zh) | 一种变压吸附提纯单元长周期运行过滤器 | |
| CN220907196U (zh) | 一种废液吸附装置 | |
| JPH07194902A (ja) | 混合液の分離装置 | |
| CN108911195B (zh) | 一种油泥水浓缩净化装置 | |
| RU2665511C1 (ru) | Способ и устройство очистки воды от взвешенных примесей | |
| CN117339336B (zh) | 一种高效分流式洗涤塔及其使用方法 | |
| SU1701647A1 (ru) | Устройство дл очистки воды | |
| CN212067850U (zh) | 多用途机械过滤器 | |
| RU2129899C1 (ru) | Устройство для разделения дисперсных смесей, содержащих нефтепродукты |