RU184254U1 - Flotation hydrocyclone - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области очистки сточных вод, содержащих загрязнители в виде взвешенных веществ, масел, нефтепродуктов, и может быть использована в машиностроении, металлургической и нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности.The utility model relates to the field of wastewater treatment containing pollutants in the form of suspended solids, oils, oil products, and can be used in mechanical engineering, metallurgical and oil refining and other industries.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое устройство - повышение производительности процесса очистки и увеличение надежности работы аппарата.The technical result to which the proposed device is aimed is to increase the productivity of the cleaning process and increase the reliability of the apparatus.

В устройстве, содержащем корпус, камеру центробежного разделения с тангенциальным патрубком подачи очищаемой воды, камеру флотации с коллектором подачи воздуха и фильтровальной сетки на стенке камеры флотации, в верхней части камеры флотации, в горизонтальной плоскости патрубка тангенциального подвода расположено подвижное кольцо с установленными на нем лопастями, соединенными со спиральным скребком, скользящим по поверхности фильтровальной сетки. Коллектор подачи воздуха во флотационной камере выполнен в виде подвижного барабана с системой тангенциальных отверстий. Над камерой флотации расположен пеносборник с системой воздушной (пневматической) передувки и отводом пены в тангенциальный патрубок и перед патрубком отвода очищенной воды установлен наклонный отражательный козырек.In a device comprising a housing, a centrifugal separation chamber with a tangential nozzle for supplying purified water, a flotation chamber with an air supply manifold and a filter screen on the wall of the flotation chamber, in the upper part of the flotation chamber, in the horizontal plane of the tangential inlet nozzle, there is a movable ring with blades mounted on it connected to a spiral scraper sliding on the surface of the filter mesh. The air supply manifold in the flotation chamber is made in the form of a movable drum with a system of tangential openings. Above the flotation chamber there is a foam collector with an air (pneumatic) air-blowing system and foam discharge to the tangential branch pipe and an inclined reflective visor is installed in front of the purified water discharge branch pipe.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы аппарата за счет исключения заиливания фильтровальной сетки и повышает производительность процесса очистки за счет непрерывной регенерации фильтра элемента. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

Thus, the proposed device can improve the reliability of the apparatus by eliminating the siltation of the filter mesh and increases the performance of the cleaning process due to the continuous regeneration of the filter element. 3 s.p. f-ly, 5 ill.

Description

Флотационный гидроциклон относится к области очистки сточных вод, содержащих загрязнители в виде взвешенных веществ, масел, нефтепродуктов и может быть использован в машиностроении, металлургической и нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Известны устройства для очистки воды от загрязняющих веществ с использованием многослойных фильтроэлементов, например по патенту №2075446 (бюл. №8 от 20.03.97.). В этом устройстве по мере эксплуатации фильтроэлементы заиливаются и их необходимо периодически или заменять или приостанавливая процесс очистки, регенерировать, что снижает производительность процесса.Flotation hydrocyclone belongs to the field of wastewater treatment containing pollutants in the form of suspended solids, oils, oil products and can be used in mechanical engineering, metallurgical and oil refining and other industries. Known devices for purifying water from pollutants using multilayer filter elements, for example according to patent No. 2075446 (bull. No. 8 from 03/20/97.). In this device, during operation, the filter elements are silted up and they must be periodically either replaced or by stopping the cleaning process, regenerated, which reduces the productivity of the process.

Известно устройство для очистки воды, в котором осуществляется сочетание центробежной сепарации с фильтрацией через волокнистую насадку (изобретение по а.с. №1701647, бюл. №48 от 30.12.91.). В этом устройстве для регенерации волокнистой насадки процесс очистки останавливают и подают через волокнистый слой сжатый воздух, при этом производительность очистки снижается.A device for water purification is known in which a combination of centrifugal separation with filtration through a fiber nozzle is carried out (invention according to AS No. 1701647, bull. No. 48 of 12.30.91.). In this device for regenerating the fiber nozzle, the cleaning process is stopped and compressed air is supplied through the fiber layer, and the cleaning performance is reduced.

Известно устройство для очистки сточных вод (изобретение по а.с. №785203, бюл. №45 от 07.12.80.), в котором используется сочетание центробежной сепарации, флотации и фильтрации. Данное устройство принято нами за прототип.A device for wastewater treatment (invention according to AS No. 785203, bull. No. 45 from 07.12.80.), Which uses a combination of centrifugal separation, flotation and filtration. This device is taken by us as a prototype.

Недостатки прототипа следующие. Сетчатый фильтроэлемент 10 по мере эксплуатации заиливается и его необходимо периодически регенерировать, останавливая устройство, вследствие чего производительность процесса очистки значительно уменьшается. Во-вторых, затруднен отвод пены из патрубка 5, в котором могут образовываться закупоривающие пробки.The disadvantages of the prototype are as follows. The mesh filter element 10 is silted during operation and must be periodically regenerated, stopping the device, as a result of which the productivity of the cleaning process is significantly reduced. Secondly, it is difficult to drain the foam from the nozzle 5, in which clogging plugs may form.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое устройство - повышение производительности процесса очистки и увеличение надежности работы аппарата.The technical result to which the proposed device is aimed is to increase the productivity of the cleaning process and increase the reliability of the apparatus.

Техническое решение достигается тем, что в устройстве, содержащем корпус, камеру центробежного разделения с тангенциальным патрубком подачи очищаемой воды, камеру флотации с коллектором подачи воздуха и фильтровальной сетки на стенке камеры флотации, в верхней части камеры флотации, в горизонтальной плоскости патрубка тангенциального подвода расположено подвижное кольцо с установленным на нем лопастями, соединенными со спиральным скребком, скользящим по поверхности фильтровальной сетки. Коллектор подачи воздуха во флотационной камере выполнен в виде подвижного барабана с системой тангенциальных отверстий. Над камерой флотации расположен пеносборник с системой воздушной (пневматической) передувки и отводом пены в тангенциальный патрубок и перед патрубком отвода очищенной воды установлен наклонный отражательный козырек.The technical solution is achieved by the fact that in a device containing a housing, a centrifugal separation chamber with a tangential nozzle for supplying purified water, a flotation chamber with an air supply manifold and a filter mesh on the wall of the flotation chamber, in the upper part of the flotation chamber, in the horizontal plane of the tangential inlet nozzle a ring with blades mounted on it, connected to a spiral scraper sliding on the surface of the filter screen. The air supply manifold in the flotation chamber is made in the form of a movable drum with a system of tangential openings. Above the flotation chamber there is a foam collector with an air (pneumatic) air-blowing system and foam discharge to the tangential branch pipe and an inclined reflective visor is installed in front of the purified water discharge branch pipe.

Предлагаемое устройство представлено на:The proposed device is presented on:

Фиг. 1. - общий вид устройства.FIG. 1. - general view of the device.

Фиг. 2. - схема сдува пены.FIG. 2. - The scheme of blowing foam.

Фиг. 3. - сечение тангенциального подвода воды.FIG. 3. - section of the tangential water supply.

Фиг. 4. - схема камеры флотацииFIG. 4. - flotation chamber diagram

Фиг. 5. - схема расположения перфорационных отверстийFIG. 5. - arrangement of perforations

Здесь:Here:

1 - корпус;1 - housing;

2 - фильтровальная сетка;2 - filter mesh;

3 - спиральный скребок;3 - spiral scraper;

4 - лопасти;4 - blades;

5 - кольцо;5 - ring;

6 - верхнее днище;6 - upper bottom;

7 - камера сбора пены;7 - a chamber for collecting foam;

8 - патрубок подвода воздуха (сдува пены);8 - pipe air supply (blowing foam);

9 - патрубок подвода исходной воды;9 - pipe supply of source water;

10 - сетчатый фильтроэлемент;10 - mesh filter element;

11 - камера флотации;11 - flotation chamber;

12 - патрубок подвода флотагента (воздуха);12 - pipe supply flotation agent (air);

13 - нижнее днище;13 - lower bottom;

14 - патрубок отвода шлама;14 - pipe discharge sludge;

15 - отражатель;15 - reflector;

16 - патрубок отвода очищенной воды;16 - pipe outlet of purified water;

17 - патрубок отвода пены;17 - pipe outlet foam;

18 - перегородка;18 - a partition;

19 - рассекатели.19 - dividers.

Флотационный гидроциклон представляет собой цилиндрический корпус 1 с верхним днищем 6 и нижним днищем 13. Внутри корпуса 1 расположена центральная камера, боковые стенки которой представляют фильтровальную стенку 2. В верхней части центральной камеры находится камера сбора пены 7, а в нижней части расположена камера флотации 11. В верхней части корпуса 1 имеется патрубок подвода исходной воды 9, установленный тангенциально к корпусу. В сечении тангенциального подвода патрубка 9, на центральной камере установлено подвижное кольцо 5, на котором имеются лопасти 4. К подвижному кольцу 5 прикреплен спиральный скребок 3, прилегающий к фильтровальной сетке 2. Камера флотации 11, расположенная в нижней части центральной камеры выполнена подвижной, с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Камера флотации 11 представляет собой коническую конструкцию, на конической поверхности 10 которой выполнены перфорационные отверстия, направленные по касательной к поверхности в радиальной плоскости (см. фиг. 5).The flotation hydrocyclone is a cylindrical body 1 with an upper bottom 6 and a lower bottom 13. Inside the body 1 there is a central chamber, the side walls of which represent a filter wall 2. In the upper part of the central chamber there is a foam collecting chamber 7, and in the lower part there is a flotation chamber 11 . In the upper part of the housing 1 there is a pipe for supplying source water 9, which is installed tangentially to the housing. In the cross section of the tangential inlet of the pipe 9, a movable ring 5 is installed on the central chamber, on which there are blades 4. A spiral scraper 3 is attached to the movable ring 5, adjacent to the filter screen 2. The flotation chamber 11 located in the lower part of the central chamber is movable, with the possibility of rotation around a vertical axis. The flotation chamber 11 is a conical structure, on a conical surface 10 of which perforations are made, directed tangentially to the surface in a radial plane (see Fig. 5).

Камера сбора пены 7, расположенная на верхнем днище 6, представляет собой цилиндрическую емкость, в которой имеется тангенциально установленный патрубок отвода пены 17 и патрубок подвода воздуха 8 для сдува пены. На входной части патрубка 8 при входе в камеру 7 имеется конфузорный участок с рассекателями 19. Для формирования сдуваемой пены в камере 7 имеется радиальная перегородка 18. Нижнее днище 13 конической формы. В центре него находится патрубок отвода шлама 14. Отвод очищенной осуществляется через патрубок 16 через нижнюю часть камеры 2, а перед заборным отверстием имеется наклонный отражатель 15. Флотационный гидроциклон работает следующим образом. Исходная загрязненная вода подается под давлением через патрубок 9 и за счет тангенциального расположения приобретает вращательные движения внутри корпуса 1. За счет возникающей центробежной силы, крупные взвешенные вещества отбрасываются к стенке корпуса 1 и в виде сгущенного слоя шлама сползают в нижнюю часть корпуса 1 к нижнему днищу 13 и удаляются через патрубок 14. Средние частицы загрязнителей задерживаются на фильтровальной сетке 2 и, по мере эксплуатации могут образовывать на стенке слой шлама, препятствующий протеканию жидкости. Непрерывное удаление слоя шлама из сетки 2 осуществляется спиральным скребком 3, который вращается вместе с подвижным кольцом 5, на котором лопасти 4 приобретают вращение от набегающего потока воды, поступающего через патрубок 9. Шлам из сетки 2 непрерывно очищается и отводится в коническое днище 13, затем через патрубок 14 сбрасывается в шламосборник. Вода, очищенная от крупных и средних частиц загрязнителей, поступает в пространство, образованное фильтровальной сеткой 2. Здесь происходит процесс флотации, которому подвергаются мелкие частицы и легкие фракции (масла, СОЖ), которые не задерживались на сетке 2. Флотацию обеспечивает камера флотации 11, в которую под давлением подается воздух через патрубок 12. Камера флотации 11 выполнена подвижной, с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. Вращение возникает за счет реактивной силы, возникающей при истечении воздуха через перфорационные отверстия конуса 10, направленные по касательной в радиальной плоскости. Вращения камеры флотации 11 обеспечивает наиболее полное пронизывание потока воды всплывающими пузырьками. Пузырьки воздуха захватывают все частицы загрязнителя, масла, нефтепродукты, и в виде пены поступают в камеру сбора пены 7. В камеру 7 подается сжатый воздух через патрубок 8. Воздух поступает в камеру в виде плоской струи и проходя через ряд рассекателей 19, охватывает все пространство камеры между стенкой и перегородкой 18, затем сдувает пену в патрубок 17. Очищенная от загрязняющих веществ вода отводится через патрубок 16 потребителю. Для исключения попадания флотационных пузырьков в патрубок 16, перед ним установлена наклонная отражательная перегородка 15.The foam collection chamber 7, located on the upper bottom 6, is a cylindrical container in which there is a tangentially mounted nozzle for the removal of foam 17 and a nozzle for supplying air 8 for blowing the foam. At the entrance of the pipe 8 at the entrance to the chamber 7 there is a confuser section with dividers 19. For the formation of blown foam in the chamber 7 there is a radial partition 18. The lower bottom 13 is conical in shape. In the center of it there is a branch pipe for the discharge of sludge 14. The outlet is cleaned through the pipe 16 through the lower part of the chamber 2, and in front of the intake hole there is an inclined reflector 15. The flotation hydrocyclone works as follows. The source of contaminated water is supplied under pressure through the pipe 9 and due to the tangential arrangement acquires rotational movements inside the housing 1. Due to the resulting centrifugal force, large suspended solids are discarded to the wall of the housing 1 and slide into the lower part of the housing 1 to the bottom of the sludge 13 and are removed through the nozzle 14. The middle particles of pollutants are retained on the filter screen 2 and, during operation, can form a layer of sludge on the wall that prevents the flow of liquid. Continuous removal of the sludge layer from the mesh 2 is carried out by a spiral scraper 3, which rotates together with the movable ring 5, on which the blades 4 acquire rotation from the oncoming water flow entering through the pipe 9. The sludge from the mesh 2 is continuously cleaned and discharged into the conical bottom 13, then through the pipe 14 is discharged into the sludge collector. Water purified from large and medium particles of pollutants enters the space formed by filter mesh 2. Here the flotation process takes place, to which small particles and light fractions (oils, coolants) are exposed, which did not linger on the mesh 2. Flotation is provided by the flotation chamber 11, into which air is supplied under pressure through the pipe 12. The flotation chamber 11 is made movable, with the possibility of rotation around a vertical axis. The rotation occurs due to the reactive force that occurs when air flows through the perforation holes of the cone 10, directed tangentially in the radial plane. The rotation of the flotation chamber 11 provides the most complete penetration of the water flow by the pop-up bubbles. Air bubbles trap all particles of the pollutant, oil, oil products, and in the form of foam enter the foam collection chamber 7. Compressed air is supplied to the chamber 7 through the nozzle 8. The air enters the chamber in the form of a flat jet and passes through a series of dividers 19 and covers the entire space the chamber between the wall and the partition 18, then blows the foam into the pipe 17. Purified water from the pollutants is discharged through the pipe 16 to the consumer. To prevent flotation bubbles from entering the pipe 16, an inclined reflective partition 15 is installed in front of it.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы аппарата за счет исключения заиливания фильтровальной сетки и повышает производительность процесса очистки за счет непрерывной регенерации фильтра элемента.Thus, the proposed device can improve the reliability of the apparatus by eliminating the siltation of the filter mesh and increases the performance of the cleaning process due to the continuous regeneration of the filter element.

Claims (4)

1. Флотационный гидроциклон, содержащий цилиндрический корпус, камеру центробежного разделения с тангенциальным патрубком подвода очищаемой воды, камеру флотации с коллектором подачи воздуха и сетчатыми фильтровальными стенками, патрубок отвода шлама и патрубок отвода пены, отличающийся тем, что в верхней части камеры флотации в сечении тангенциального подвода воды имеется подвижное кольцо, на котором расположены лопасти и скребок, прилегающий к фильтровальной сетке, а над верхним днищем установлена камера сбора флотационной пены.1. A flotation hydrocyclone containing a cylindrical body, a centrifugal separation chamber with a tangential nozzle for supplying purified water, a flotation chamber with an air supply manifold and mesh filter walls, a slurry branch pipe and a foam branch pipe, characterized in that the tangential section is in the upper part of the flotation chamber the water supply has a movable ring on which the blades and a scraper are located adjacent to the filter screen, and a flotation foam collection chamber is installed above the upper bottom. 2. Флотационный гидроциклон по п.1, отличающийся тем, что камера сбора флотационной пены имеет радиальную перегородку, патрубок отвода пены, расположенный тангенциально, и патрубок сдува пены с направляющими рассекателями.2. The flotation hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the flotation foam collection chamber has a radial baffle, a foam outlet pipe located tangentially, and a foam blowdown pipe with guide dividers. 3. Флотационный гидроциклон по п.1, отличающийся тем, что коллектор подачи воздуха во флотационной камере выполнен в виде подвижного барабана с системой тангенциальных отверстий.3. The flotation hydrocyclone according to claim 1, characterized in that the air supply manifold in the flotation chamber is made in the form of a movable drum with a system of tangential openings. 4. Флотационный гидроциклон по п.1, отличающийся тем, что перед патрубком отвода очищенной воды установлен отражательный наклонный козырек.4. The flotation hydrocyclone according to claim 1, characterized in that a reflective inclined visor is installed in front of the purified water outlet.

Images