Устройство для удаления из воды взвешенных примесей

Устройство относится к отстойникам и может быть использована в устройствах электрохимической очистки питьевой воды для удаления остатков шлама вместо фильтра заключительной тонкой очистки воды.

Устройство представляет собой корпус с выходным штуцером на крышке, внутри которого расположен пакет осадительных конусных полок, в центре которого отверстиями в вершинах полок образован канал открытый во все пространства между полками, причем пакет накрыт сверху стаканом, закрепленным на верхней полке, а нижней полкой пакет закреплен на бобышке, нижняя часть которой выполнена в форме штуцера, с калиброванным отверстием, герметично установленной в дне устройства.

1 пф., 1 илл.

Предлагаемая полезная модель относится к отстойникам для разделения гетерогенных систем, в частности воды, и может быть использована в бытовых и промышленных устройствах электрохимической очистки питьевой воды для удаления тонкодисперсного шлама на заключительном этапе обработки воды вместо фильтра.

Известны отстойники непрерывного действия с грибковой мешалкой, недостатками которых является потеря значительного объема обрабатываемой жидкости.

Известны также многоярусные отстойники, недостатком которых является не только конструктивная сложность, но и большой объем самих устройств.

Известны отстойники непрерывного действия с коническими полками, в которых разделяемая суспензия подается через центральный канал сверху и распределяется на осадительные полки через одну. Осевшие частицы сползают вниз, а осветленная жидкость поднимается по вышележащим полкам и выводится из аппарата (А.Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. - М.: Химия, 1973, с.185).

Указанный отстойник непрерывного действия с коническими полками является наиболее близким по совокупности признаков к заявляемому объекту и принимается за его прототип.

Целью заявляемой полезной модели является создание малогабаритного устройства удобного в эксплуатации, легко регенерируемого, способного удалить из воды тонкодисперсные взвеси, пригодного для установки в электрохимических устройствах для очистки питьевой воды взамен фильтра заключительной тонкой очистки (для удаления остатков шлама после электрообработки).

Отличительными от прототипа признаками заявляемого объекта являются следующие:

- удаляемую суспензию подают снизу через центральный канал, образуемый отверстиями в центрах конических полок, где они равномерно распределяются, в

отличие от прототипа, по всем осадительным полкам. При этом линейная скорость потока по краям осадительных полок не должна превышать 0,01 см/с;

- пакет осадительных полок, в отличие от прототипа, накрыт цилиндрическим стаканом, ограничивающим стекающий вниз поток. При этом диаметр стакана рассчитывают таким образом, чтобы линейная скорость потока также не превышала указанной величины (0,01 см/с). Создаются практически идеальные условия для осаждения частиц суспензии, оставшихся после прохождения ее через набор осадительных полок, их уплотнения на дне устройства;

- очищенную воду направляют снизу-вверх в пространство между корпусом и наружной стенкой стакана. Скорость потока в этом пространстве также не превышает расчетную (0,01 см/с);

- очищенную воду через штуцер в крышке корпуса подают потребителю.

На приведенных графических материалах (фиг.1) изображена схема конструкции предлагаемой полезной модели.

Из фиг.1 видно, что предлагаемая полезная модель содержит корпус 1, внутри которого установлен пакет (набор) осадительных полок 3, выполненных в виде круглых конусов с отверстием в центре и установленных один над другим (ярусом) так, что отверстия в центрах полок образуют вертикальный центральный канал 4. Конусные полки установлены центральным отверстием сверху, а основанием конуса снизу. (Возможна установка конусов отверстием снизу, а основанием сверху). Пакет полок фиксируется, например анкерными связями (на фиг.1 не показаны) или каким-либо другим способом. На пакет осадительных полок надвинут цилиндрический стакан 2, закрепленный на верхнем конусе, например, болтом с гайкой. В дне стакана на расстоянии 10-12 мм от его стенок по кругу просверлено 10-12 отверстий диаметром не более 2 мм для удаления растворенных в воде газов, которые могут скапливаться под дном стакана. Длина стакана 2 на 10-15 мм превышает высоту пакета осадительных полок. Пакет полок нижним конусом закреплен на бобышке 6, содержащей калиброванный канал 7. Посредством бобышки 6, конструкцию, содержащую пакет осадительных полок 3, накрытый стаканом 2, устанавливают и герметично закрепляют в отверстии дна 5 устройства. Нижняя часть бобышки 6 выполнена в форме штуцера. Собранный узел накрывают и герметично соединяют, например, фланцем, с дном 5 корпусом 1, в крышке которого установлен выходной штуцер 9. Между крышкой и дном стакана оставлено коллекторное пространство 8.

Работа устройства.

Выход на режим заканчивается после заполнения устройства.

Работа устройства происходит следующим образом. Обрабатываемую воду, содержащую взвешенные примеси, через штуцер и калиброванный канал 7 бобышки 6 подают в канал 4 пакета осадительных полок 3 и распределяют в межполочных пространствах. В канале 4 обрабатываемая вода движется в турбулентном режиме, а растекаясь по межполочным пространствам, поток становится ламинарным, причем его линейная скорость экспоненциально уменьшается до расчетной у края осадительных конусных полок. Благодаря этому взвешенные примеси постепенно осаждаются на верхних поверхностях осадительных полок 3, и к моменту срыва потока с краев полок вода практически не содержит взвесей. Далее вода попадает в пространство между внутренней поверхностью стакана 2 и пакетом осадительных полок 3. Двигаясь вниз с рассчитанной скоростью ламинарный поток воды обеспечивает практически идеальные условия для осаждения оставшихся частиц взвесей за счет гравитации на дно устройства. Этому способствуют более высокая плотность частиц взвесей по сравнению с плотностью воды, а также низкая скорость потока в пространстве между стаканом и пакетом

осадительных полок. Благодаря низкой скорости изменение направления движения потока в пространстве между стаканом и стенкой корпуса не сказывается на осаждении взвеси. Между стаканом и стенкой корпуса вода движется снизу-вверх также с рассчитанной линейной скоростью, а подъемная сила восходящего ламинарного потока недостаточна для отрыва осевших частиц взвеси и включения их в восходящий поток. Как следствие, вода, освобожденная от взвешенных примесей, поступает, двигаясь снизу-вверх в пространстве между корпусом 1 и стаканом 2, в коллекторный участок Вив выходной штуцер 9 и далее потребителю.

Экспериментально изготовленный макет предлагаемой полезной модели устройства показал высокую эффективность предлагаемого технического решения.

1. Устройство для удаления из воды взвешенных примесей, содержащее корпус, внутри которого расположен пакет конусных осадительных полок, отличающееся тем, что на вершинах конусных полок выполнены отверстия, образующие канал, соединяющийся со всеми пространствами между полок, сверху пакет накрыт цилиндрическим стаканом, закрепленным на верхней полке, длиной на 10-15 мм больше длины пакета осадительных полок, а снизу пакет закреплен на бобышке с калиброванным отверстием, которая герметично установлена на дне устройства, причем выступающая наружу часть бобышки выполнена в форме штуцера, в крышке корпуса установлен выходной штуцер, а между крышкой и дном стакана имеется коллекторное пространство.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в дне стакана по окружности на расстоянии 10-15 мм от его стенки выполнено 10-12 отверстий диаметром не более 2 мм.