Смеситель для перемешивания жидкости с реагентом, преимущественно для очистки воды

 

Техническое предложение относится к области организации и обеспечения водоснабжения крупных промышленных и жилищных объектов, преимущественно к средствам очистки и обеззараживания воды, а именно к оборудованию для обработки воды, преимущественно применяемому в реагентном хозяйстве предприятий и сооружений станций обработки воды специализированных организаций типа Мосводоканала.

Смеситель для перемешивания жидкости с реагентом, преимущественно для систем очистки воды путем коагулирования, содержит внешний приводной механизм и выполнен в виде неподвижного вертикального резервуара. С целью повышения равномерности и эффективности смесеобразования в него дополнительно вмонтирован параллельно его оси ведущий вал с не менее чем двумя блоками лопастей, связанных с соответствующими регуляторами их углов установки. При этом ведущий вал соединен с внешним приводным механизмом посредством направляющего аппарата и компенсационной муфты, а направляющий аппарат смесителя выполнен в виде установленных на его ведущем валу не менее двух подшипников качения, связанных с другой стороны через жесткий кожух с корпусом вертикальной емкости.

Для повышения производительности смесителя в его вертикальном резервуаре параллельно установлены ряд ведущих валов, оборудованных блоками лопастей и связанных через свои направляющие аппараты и компенсационные муфты с соответствующими внешними приводными механизмами. А с целью повышения надежности его конструкции, блоки лопастей, начиная со второго, с регуляторами их углов установки связаны с ведущим валом посредством устройств реверса направлений их вращения.

По расчетам, на 25-30% увеличивается эффективность смесеобразования, заметно уменьшается время осаждения смеси и остатка коагулянта, возрастает подача очищенной воды потребителю.

Техническое предложение относится к области оборудования, предназначенного для организации и обеспечения водоснабжения крупных промышленных и жилищных объектов, преимущественно к средствам очистки и обеззараживания питьевой воды, а именно к оборудованию для обработки воды, преимущественно применяемому в реагентном хозяйстве предприятий и сооружений станций обработки воды на крупных специализированных организаций типа ГУЛ «Мосводоканал».

В частности, оно касается технических устройств для мокрого дозирования и растворения различных реагентов в жидкой среде, применяемых для улучшения эффекта осаждения взвешенных в воде веществ с использованием подвижных вращающихся перемешивающих устройств. Предлагаемое решение также может быть использовано для аналогичных задач и в других областях человеческой деятельности, например при перемешивании взаимодействующих реагентов (компонентов) в химической промышленности, исследовательских аппаратах различного назначения, в нефтяной отрасли и других.

Известны и широко применяются аналоги настоящего технического решения, например смесители оборудования для систем очистки воды с применением различных коагулянтов, в частности, смеситель, описанный в книге «Основы гидравлики, водоснабжения и канализации», под ред. П.В.Лобачева, М., Стройиздат, 1966 г.

Такая система очистки воды содержит соединенные последовательно загрузочное устройство, емкость для жидкого коагулята с дозатором его подачи, смеситель для приготовления рабочего раствора и отстойное сооружение для осаждения и последующего удаления образующегося осадка, в частности в виде придонной взвеси хлопьев.

Смеситель в рассматриваемой системе представляет собой лоток, в котором поперек потока установлены ряды перегородок с проходами для воды. Благодаря им направление движения воды попеременно меняется, а в суженных сечениях создаются повышенные скорости ее течения. Образующиеся при этом завихрения способствуют удовлетворительному смешиванию воды с реагентом.

Другим типом смесителя, часто применяемым в таких системах на станциях обработки воды, является дырчатый смеситель. Он представляет собой лоток, перегороженный дырчатыми переборками. Обычно их не менее трех с отверстиями соответствующих диаметров, расчет которых приведен в известной книге «Очистка природных вод» авторов В.А.Клячко, И.Э.Апельцина, Москва, Стройиздат, 1971 г.

К основным недостаткам указанных выше смесителей такой системы водоснабжения следует отнести невозможность применения для очистки воды твердых коагулятов и низкая эффективность перемешивания реагентов посредством самотека жидкости, особенно при больших напорах и скоростях подаваемой воды.

Наиболее близким к заявляемому предложению по технической сущности - его прототипом, является смеситель для перемешивания жидкости с реагентом в системе очистки воды методом коагулирования, достаточно подробно описанный в книге Т.И.Николадзе, М.А.Сомова «Водоснабжение» - Учебное Пособие для ВУЗов, М. Стройиздат, 1995 г.

Такой смеситель (прототип) выполнен в виде неподвижной емкости, в которой вертикально закреплено перемешивающее устройство, представляющее собой возбуждающий жидкость элемент, например решетчатая рамка, механически связанная с вращающим ее приводным механизмом. В некоторых случаях, в качестве возбуждающего элемента смесителя может быть использована труба (или трубы) с отверстиями, через которые под давлением подают от компрессора воздух, перемешивающий жидкость с реагентом. Вертикальный резервуар смесителя в плане выполняют, как правило, прямоугольным или овальным, в частности круглым.

Процесс перемешивания воды с коагулянтом в смесителе представляет собой достаточно сложное гидродинамическое явление - при одностороннем вращении возбуждающего элемента, в зависимости от конфигурации неподвижного резервуара смесителя, неизбежно происходит прилипание частиц реагента к его корпусу в «застойных» (не промываемых потоком) зонах. Те же явления имеют место при подаче воздуха, так как трубы конструктивно не встраиваются в угловые части резервуара.

К другим недостаткам такого смесителя можно отнести низкую эффективность перемешивания воды с реагентом - коагулянтом, вызванную непараллельностью осей вращения приводного механизма с перемешивающим устройством и оси смесителя, вследствие чего возникают узконаправленные потоки смеси и не затрагиваются все застойные зоны. Аналогичные недостатки наблюдаются и при подаче в него сжатого воздуха - сохраняется наличие застойных зон и неравномерность потоков жидкости.

Указанные недостатки рассматриваемой конструкции смесителя могут быть достаточно эффективно устранены при использовании в качестве перемешивающего устройства - элемента возбуждающего жидкость, ведущего вала

с блоками лопастей типа пропеллерных, используемых в авиации, который размещают в смесителе соосно с корпусом резервуара.

При этом, вследствие вращения ведущего вала смесителя с лопастями, происходит принудительное перемешивание смеси, эффективность F которого, в общем случае в зависит от диаметра Ф, глубины L резервуара и многих других факторов, таких как непараллельность б осей приводного механизма, ведущего вала с блоками лопастей и собственно неподвижного вертикального резервуара смесителя. Кроме того, F определяется углами а i наклона (установки) лопастей в блоках, их размаха Р, угловыми скоростями w лопастей и другими параметрами:

Причем, и в таком (обосновываемом) предложении общего характера можно обнаружить ряд из отмеченных выше недостатков:

Так, при одностороннем вращении ведущего вала с блоками лопастей, в зависимости от конфигурации резервуара, все же возможно возникновение «застойных» зон, снижающих эффективность перемешивания реагента с водой и прилипание частиц реагента к корпусу в таких зонах. Вследствие жесткого соединения ведущего вала с приводным механизмом и непараллельной установки под некоторым углом б ведущего вала в резервуаре смесителя, могут возникать нерегулярные узконаправленные потоки воды с коагулянтом и, как следствие, неэффективное их перемешивание.

Поэтому в предлагаемом техническом решении предусмотрены соответствующие конструктивные мероприятия по их безусловному устранению:

во-первых, путем принудительного регулирования, в частности дискретного, при монтаже и предварительной настройке перемешивающего устройства

смесителя, величины и направления потоков жидкости в резервуаре, создаваемых каждым из блоков лопастей, посредством индивидуальной установки их углов ai атаки. Это позволяет обеспечить непрерывную циркуляцию смеси в застойных зонах резервуара и принудительное вымывание налипших на ее корпус твердых, нерастворенных частиц реагента;

- или управления, при необходимости, угловыми скоростями wi вращения соответствующего блока лопастей смесителя и, соответственно, направлением и интенсивностью потоков смеси воды с коагулянтом;

- а также, посредством применения направляющих соединений типа кардановых подвесов, соответственно, приводного механизма и ведущего вала перемешивающих лопастей, в частности с использованием компенсирующих муфт.

В случае применения неподвижного вертикального резервуара смесителя прямоугольной или овальной формы, в частности цилиндрической, с диаметром Ф, намного превышающим размах Р лопастей, для повышения эффективности смесеобразования и обеспечения достаточной производительности, целесообразно использовать большее количество М ведущих валов с блоками лопастей, исходя из соотношения

Таким образом, задачей, на решение которой направлено настоящее техническое предложение, его целью, является разработка такой конструкции смесителя для перемешивания жидкости с реагентом, которая обеспечивала бы повышение эффективности смесеобразования и производительности

перемешивания жидкости с реагентом, преимущественно для промышленных систем очистки воды.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в известном смесителе для перемешивания жидкости с реагентом, преимущественно для систем очистки воды, содержащем внешний приводной механизм и выполненном в виде неподвижного вертикального резервуара, в который дополнительно вмонтирован параллельно его оси ведущий вал с не менее чем двумя блоками лопастей, связанных с соответствующими регуляторами их углов установки, который соединен с внешним приводным механизмом посредством направляющего аппарата и компенсационной муфты.

Кроме того, для обеспечения равномерности перемешивания реагента с жидкостью и эффективности смесеобразования, направляющий аппарат смесителя выполнен в виде установленных на его ведущем валу не менее двух подшипников качения, связанных с другой стороны через жесткий кожух с корпусом вертикального резервуара.

Для повышения производительности смесителя в его неподвижном вертикальном резервуаре параллельно установлен ряд ведущих валов, оборудованных блоками лопастей и связанных через свои направляющие аппараты и компенсационные муфты с соответствующими внешними приводными механизмами.

Для повышения надежности конструкции смесителя, блоки лопастей, начиная со второго, с регуляторами их углов установки связаны с ведущим валом посредством устройств реверса направлений их вращения.

На рисунках фиг.1 приведена конструктивная схема предлагаемого технического решения и показаны направления потоков жидкости с реагентом в процессе перемешивания.

Фиг.2 иллюстрирует конструктивную схему передачи вращения от внешнего приводного механизма к ведущему валу смесителя.

На фиг.3 представлен фрагмент конструкции смесителя с устройством реверса направления вращения лопастей.

Смеситель для перемешивания жидкости с реагентом, преимущественно для систем очистки воды, содержит внешний приводной механизм 1 и выполнен в виде неподвижного вертикального резервуара 2, в который дополнительно вмонтирован параллельно его оси ведущий вал 3 с не менее чем двумя блоками лопастей 4, связанных с соответствующими регуляторами 5 их углов установки, который соединен с внешним приводным механизмом 1 посредством направляющего аппарата 6 и компенсационной муфты 7.

Кроме того, для обеспечения равномерности перемешивания реагента с жидкостью и эффективности смесеобразования, направляющий аппарат 6 смесителя выполнен в виде установленных на его ведущем валу 3 не менее двух подшипников качения 8, связанных с другой стороны через жесткий кожух 9 с корпусом вертикального резервуара 2.

С целью повышения производительности смесителя в его вертикальном резервуаре 2 параллельно установлены ряд ведущих валов 3, оборудованных блоками лопастей 4 и связанных через свои направляющие аппараты 6 и компенсационные муфты 7 с соответствующими внешними приводными механизмами 1.

Для повышения надежности конструкции смесителя, блоки лопастей 4, начиная со второго, с регуляторами 5 их углов установки связаны с ведущим валом 3 посредством устройств 10 реверса направлений их вращения.

Смеситель для перемешивания жидкости с реагентом в системе очистки воды путем коагулирования функционирует следующим образом:

Перед началом работы по очистке воды в растворно-дозировочное оборудование системы производят загрузку коагулянта, который растворяется в воде и поступает через дозатор подачи полученного материала в смеситель для перемешивания реагента с массой обрабатываемой воды.

Затем включают внешний приводной механизм 1, который, через компенсационную муфту 7 и направляющий аппарат 6 вращает ведущий вал 3 с не менее чем двумя блоками 4 перемешивающих лопастей, углы атаки ai которых, как правило предварительно, устанавливают посредством соответствующих регуляторов 5 таким образом, чтобы восходящие и нисходящие потоки образующейся смеси вымывали в вертикальном резервуаре 2 смесителя материал коагулянта из застойных зон, и не допускали его излишнего накопления, в основном в нижней части резервуара 2, уменьшая, таким образом, эффективность смесеобразования и работы системы очистки в целом.

При этом, направляющий аппарат 6 смесителя, за счет установленных на ведущем валу 3 двух подшипников качения 8, связанных с другой стороны через жесткий кожух 9 с корпусом вертикальной емкости 2, обеспечивает повышение равномерности и эффективности смесеобразования.

А установка в неподвижном вертикальном резервуаре 2 смесителя параллельно ряда ведущих валов 3, оборудованных блоками лопастей 4 и связанных через свои направляющие аппараты б и компенсационные муфты 7 с соответствующими внешними приводными механизмами 1, позволяет существенно повысить производительность смесеобразования, особенно при больших подачах воды.

После смесителя вода с коагулянтом поступает в отстойное сооружение для осаждения и удаления образующегося осадка из ранее загрязнявших воду веществ и остатков коагулянта.

Кроме того, блоки лопастей 4, начиная со второго, с регуляторами 5 их углов установки соединяют с ведущим валом 3 посредством устройств 10 реверса направлений их вращения, обеспечивая, таким образом, повышения надежности конструкции смесителя и системы очистки в целом. Данный вариант системы работает аналогично приведенного выше описания, при этом регуляторы 5 могут быть отключены или даже демонтированы.

Таким образом, при работе предложенной конструкции смесителя для перемешивания жидкости с реагентом в системах очистки воды путем коагулирования согласно приведенного выше описания, в полной мере достигается заявленный авторами положительный эффект. Как показывают расчеты на имитационных моделях, на 25-30% увеличивается эффективность смесеобразования, заметно уменьшается время осаждения смеси и остатка коагулянта, увеличивается подача очищенной воды потребителю.

1. Смеситель для перемешивания жидкости с реагентом, преимущественно для систем очистки воды, содержащий внешний приводной механизм и выполненный в виде неподвижного вертикального резервуара, отличающийся тем, что в него дополнительно вмонтирован параллельно его оси ведущий вал с не менее чем двумя блоками лопастей, связанных с соответствующими регуляторами их углов установки, который соединен с внешним приводным механизмом посредством направляющего аппарата и компенсационной муфты.

2. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что его направляющий аппарат выполнен в виде установленных на ведущем валу не менее двух подшипников качения, связанных с другой стороны через жесткий кожух с корпусом вертикальной емкости.

3. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что в его вертикальный резервуар параллельно установлены ряд ведущих валов, оборудованных блоками лопастей и связанных через свои направляющие аппараты и компенсационные муфты с соответствующими внешними приводными механизмами.

4. Смеситель по п.1, отличающийся тем, что блоки лопастей, начиная со второго, с регуляторами их углов установки связаны с ведущим валом посредством устройств реверса направлений их вращения.



 

Похожие патенты:

Лототрон // 107627

Полезная модель относится к устройствам для перемешивания материалов и может быть использована в строительной, горнодобывающей, пищевой, медицинской и других отраслях промышленности

Полезная модель относится к лопасти смесителя и может быть использована для смешивания сухих кормовых смесей в барабанных смесителях

Изобретение относится к радиотехнике, а именно к технике электросвязи и, в частности, может применяться на волоконно-оптических сетях связи, использующих мультиплексирования по длине оптической волны, при необходимости обеспечения неблокируемой маршрутизации в случае выхода из строя одного из элементов сети
Наверх