RU2496551C2

RU2496551C2 - Inertial thickener of sludgy materials

Info

Publication number: RU2496551C2
Application number: RU2012103110/05A
Authority: RU
Inventors: Георгий Васильевич Серга; Максим Георгиевич Серга
Priority date: 2012-01-30
Filing date: 2012-01-30
Publication date: 2013-10-27
Also published as: RU2012103110A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention is intended for separation of dispersed particles from gases, vapors or water. Proposed thickener comprises casing, feed pipe, filtrate and thickened fraction discharge pipe. Said multistart helical hollow casing is composed of rectangular strips coiled in vertical plate in lengthwise direction and curved in helical lines in transverse direction ay cylindrical mandrel to form helical lines and helical curvilinear surfaces along perimetre in the form of helical channels of concave or convex shape relative to casing mirror axis with centers of curvature located outside or onside casing cross-section. Helical spring with device to vary turn pitch by spring compression or expansion is arranged along container length.

EFFECT: higher efficiency of separation and expanded operating performances.

8 dwg

Description

Изобретение относится к технике отделения дисперсных частиц, например ила, от воды с использованием гравитационных инерционных или центробежных сил, создаваемых поворотом потока воды с илом, и может быть использовано для отделение дисперсных частиц от газов или паров в энергетике, нефтеперерабатывающей, нефтехимической и химической промышленности, а также в пищевой промышленности, например, для обезвоживания сырья при производстве пиктина.The invention relates to techniques for separating dispersed particles, for example sludge, from water using gravitational inertial or centrifugal forces created by turning a stream of water with sludge, and can be used to separate dispersed particles from gases or vapors in the energy, oil refining, petrochemical and chemical industries, as well as in the food industry, for example, for dehydration of raw materials in the production of pictin.

Известен инерционный сгуститель (а.с. SU №1389815, кл. В01Д 33/02, 1988 г.), включающий корпус с установленным в нем цилиндрическим фильтром, входной патрубок, винтовую вставку и патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции.A known inertial thickener (a.s. SU No. 1389815, class V01D 33/02, 1988), comprising a housing with a cylindrical filter installed in it, an inlet pipe, a screw insert and pipes for draining the filtrate and condensed fraction.

Недостатком известной конструкции является недостаточная эффективность, высокое гидравлическое сопротивление и ограниченные технологические возможности.A disadvantage of the known design is the lack of efficiency, high hydraulic resistance and limited technological capabilities.

Техническим решением является расширение технологических возможностей, повышение эффективности отделения дисперсных илистых частиц от жидкости.The technical solution is the expansion of technological capabilities, increasing the efficiency of separation of dispersed silt particles from the liquid.

Поставленная задача достигается тем, что в инерционном сгустителе илистых материалов, содержащем корпус, входной патрубок, патрубки для отвода фильтрата и сгущенной фракции, корпус выполнен винтовым многозаходным пустотелым из полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке с образованием по периметру винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой или выпуклой формы относительно оси симметрии корпуса с центрами кривизны расположенными наружи или внутри поперечного сечения корпуса, при этом по всей длине корпуса смонтирована пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.The problem is achieved in that in an inertial thickener of silty materials containing a housing, an inlet pipe, pipes for draining the filtrate and condensed fraction, the housing is made of multi-threading hollow helix from rectangular strips, rolled up in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse refers to a direction on a cylindrical mandrel with the formation along the perimeter of helical lines and helical curved surfaces in the form of helical grooves of a concave or convex shape the axis of symmetry of the housing with the centers of curvature located outside or inside the cross section of the housing, while a spring is mounted along the entire length of the housing, which is equipped with a device for changing the pitch of the coils by stretching or compressing it.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции инерционного сгустителя илистых материалов.According to the patent literature not found a technical solution similar to the claimed, which allows to judge about the inventive step of the proposed design of the inertial thickener of silty materials.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны, гидравлическое сопротивление воды с илом снижается, это способствует увеличению скорости их движения, улучшает кавитационные характеристики сгустителя илистых материалов, расширяет технологические возможности, повышает эффективность отделения илистых частиц от жидкости.The novelty lies in the fact that due to the internal helical surfaces of double curvature, the hydraulic resistance of water with sludge is reduced, this helps to increase their speed, improves the cavitation characteristics of the thickener of silty materials, expands technological capabilities, increases the efficiency of separation of silt particles from the liquid.

Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен винтовым многозаходным пустотелым из полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости в продольном направлении и изогнутых по винтовым линиям в поперечном направлении на цилиндрической оправке с образованием по периметру винтовых линий и винтовых криволинейных поверхностей в виде винтовых канавок вогнутой или выпуклой формы относительно оси симметрии корпуса с центрами кривизны расположенными наружи или внутри поперечного сечения корпуса, что снижает гидравлическое сопротивление, расширяет технологические возможности.The novelty is due to the fact that the case is made of multi-threading hollow helix of rectangular stripes, rolled in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along the helical lines in the transverse direction on a cylindrical mandrel with the formation along the perimeter of helical lines and helical curved surfaces in the form of screw grooves concave or convex forms relative to the axis of symmetry of the housing with centers of curvature located outside or inside the cross section of the housing, which reduces the hydraulic resistance Adding, expanding technological capabilities.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине корпуса смонтировна пружина, которая обеспечивает не только перемещение илистых материалов в радиальном направлении, но и способствует интенсификации отделения илистых материалов от воды за счет того, что частицы илистых материалов совершающих циркуляционное движение внутри корпуса в плоскостях перпендикуллярных оси симетрии корпуса встречаясь с витками пружины изменяют траекторию своего движения и перемещаются к переферии корпуса, увеличивают интенсивность отделения илистых фракций, расширяют технологические возможности.The novelty of the proposal also lies in the fact that a spring is mounted along the entire length of the housing, which provides not only the movement of silty materials in the radial direction, but also helps to intensify the separation of silty materials from water due to the fact that particles of silty materials circulating inside the housing in planes meeting perpendicular axis of symmetry of the case, meeting with the coil of the spring, they change the trajectory of their movement and move to the periphery of the case, increase the intensity of separation Faction Sheet, expand technological capabilities.

Новизна заключается также в том, что, смонтированная по всей длине корпуса пружина, снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения илистых фракций при изменении производительности устройства, расширяет технологические возможность.The novelty also lies in the fact that a spring mounted along the entire length of the housing is equipped with a device for changing the pitch of the coils by stretching or compressing it, which allows you to influence the nature of the movement of silt fractions when changing the performance of the device, expanding technological capabilities.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен инерционный сгуститель илистых материалов, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - корпус, изготовленный из полос прямоугольной формы свернутых в вертикальной плоскосоти в продольном направлении и изгонутых по винтовым линим в поперечном направлении с винтовыми канавками вогнутой формы, общий вид; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - вид одной полосы после скручивания ее концов относительно горизонтальной оси О₁-О; на фиг.6 - вид полосы изогнутой по винтовой линии в поперечном направлении после на оправке; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.6; на фиг.8 - разрез В-В на фиг.6 с совмещением кромок двух полос.The invention is illustrated by drawings, where: in Fig.1 shows an inertial thickener of silty materials, General view; figure 2 is a section aa in figure 1; figure 3 - the case is made of strips of rectangular shape rolled up in a vertical plane in the longitudinal direction and bent along the helical lines in the transverse direction with helical grooves of a concave shape, General view; figure 4 is a section bB in figure 3; figure 5 is a view of one strip after twisting its ends relative to the horizontal axis O ₁ -O; Fig.6 is a view of a strip curved along a helix in the transverse direction after on the mandrel; Fig.7 is a section bb in Fig.6; on Fig - section bb in Fig.6 with the alignment of the edges of the two strips.

Предлагаемый инерционный сгуститель илистых материалов (фиг.1, фиг.2) содержит многозаходный винтовой пустотелый корпус 1 с входным патрубком- фланцем 2 для крепления его в подводящему трубопроводу по которому под напором непрерывно подается илистый материал с водой, патрубок для отвода фильтрата - фланцем 3. В фланцах 2 и 3 выполнены отверстия 4 для соединительных болтов. В нижней части корпуса имеются отверстия 5 для отвода сгущенной илистой фракции в виде щелей. В той же части корпуса к нему прикреплен сборник 6 с отверстием 7. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения илистых материалов внутри корпуса 1 и интенсификации отделения от воды сгущенных илистых фракций внутри корпуса 1 смонтировна цилиндрическая пружина 8, которая оборудована устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины 8 путем растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков цилиндрической пружины 8 может производиться в процессе отделения сгущенных фракций илистых материалов.The proposed inertial thickener of silty materials (Fig. 1, Fig. 2) contains a multi-helical hollow core body 1 with an inlet pipe-flange 2 for fastening it to a supply pipe through which mud material with water is continuously supplied under pressure, a pipe for draining the filtrate with a flange 3 Holes 4 for connecting bolts are made in flanges 2 and 3. In the lower part of the casing there are openings 5 for removing the thickened silt fraction in the form of slots. A collector 6 with an opening 7 is attached to it in the same part of the housing. To provide additional longitudinal movement of silt materials inside the housing 1 and to intensify the separation of thickened silt fractions from the water inside the housing 1, a coil spring 8 is mounted, which is equipped with a device for changing the pitch of the coil spring 8 by stretching or compression (not shown). The adjustment of the pitch of the turns of the coil spring 8 can be carried out in the process of separating the condensed fractions of silty materials.

Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) с входным отверстием 9 и выходным отверстием 10, может быть изготовлен с наружными криволинейными поверхностями вогнутой или выпуклой формы относительно оси симметрии корпуса 1 с центрами кривизны снаружи или внутри корпуса 1 и выполнен из прямоугольных полос, например, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 скрученных по винтовой линии в продольном направлении (фиг.5) и изогнутых в поперечном направлении (фиг.6, фиг.7). Каждая из полос скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии О₁-О₂, например полоса 13 на фиг.5 с продольными боковыми кромками 19 и 20, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из концов и повернут другой конец полосы в заданном направлении. Скрученную таким образом полосу размещают на цилиндрическую оправку 21, как, например, на фиг.6 полосу 13, и изгибают так, чтобы кромки 19 и 20 полосы 13 разместились бы в поперечном направлении по винтовым линиям. При этом полоса 13 деформируется и ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом обрабатывают остальные полосы 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18 Далее деформированные таким образом полосы размещают на оправке 21, например как на фиг.8 полосы 13 и 12 совмещают продольные кромки, например кромку 19 полосы 12 с продольной кромкой 20 полосы 13 и соединяют известными способами, например сваркой.The housing 1 (Fig. 3, Fig. 4) with an inlet 9 and an outlet 10 can be made with external curved or concave or convex surfaces relative to the axis of symmetry of the housing 1 with centers of curvature outside or inside the housing 1 and is made of rectangular stripes, for example, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18 twisted along a helical line in the longitudinal direction (Fig.5) and curved in the transverse direction (Fig.6, Fig.7). Each of the strips is twisted in the longitudinal direction relative to its own axis of symmetry О ₁ -О ₂ , for example, strip 13 in FIG. 5 with longitudinal lateral edges 19 and 20, in which one of the ends is fixed in a hot or cold state and the other end of the strip is rotated in a predetermined direction. The strip twisted in this way is placed on a cylindrical mandrel 21, such as, for example, in FIG. 6, strip 13, and bent so that the edges 19 and 20 of strip 13 are placed in the transverse direction along helical lines. In this case, the strip 13 is deformed and it is either removed from the mandrel or fixed on it in a deformed position. The remaining strips 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18 are treated in a similar manner. Further, the strips thus deformed are placed on the mandrel 21, for example, as in Fig. 8, the strips 13 and 12 combine longitudinal edges, for example, the edge 19 of the strip 12 with the longitudinal edge 20 strip 13 and connect by known methods, for example by welding.

Инерционный сгуститель илистых фракций работает следующим образом.Inertial thickener silt fractions works as follows.

Содержащие частицы илистых материалов потоки воды попадают в корпус 1 инерционного сгустителя и вовлекается в винтообразное движение. Под действием центробежных сил частиц илистых фракций достигают криволинейных стенок и винтовых канавок корпуса 1 и выводятся чрез щели 5 в сборник 6, а затем через отверстие 7 выводится за пределы инерционного сгустителя. Процесс отделения частиц ила от воды интенсифицируется еще и витками смонтированной неподвижно внутри корпуса 1 пружины 8, витки которых изменяют направление движение частиц ила, направляя их в радиальном направлении.The streams of water containing particles of silty materials fall into the body 1 of the inertial thickener and is involved in a helical motion. Under the action of centrifugal forces of the particles of silty fractions, the curved walls and screw grooves of the housing 1 are reached and are discharged through slots 5 into the collector 6, and then through the opening 7 are discharged outside the inertial thickener. The process of separating the particles of sludge from water is also intensified by the coils of a spring 8 mounted motionlessly inside the housing 1, the coils of which change the direction of movement of the sludge particles, directing them in the radial direction.

Технике-экономические преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц ила, повышение интенсивности их периориентации, повышения интенсивности отделения частиц ила от воды, расширения технологических возможностей.Techno-economic advantages arise due to the expansion of the range of changes in the resulting vectors of movement of the sludge particles, an increase in the intensity of their periorientation, an increase in the intensity of separation of the sludge particles from water, and the expansion of technological capabilities.

Claims

An inertial thickener of silty materials containing a housing, an inlet pipe, nozzles for draining the filtrate and condensed fraction, characterized in that the housing is made of multi-threading hollow helix from rectangular strips, rolled in a vertical plane in the longitudinal direction and curved along helical lines in the transverse direction on a cylindrical mandrel with the formation along the perimeter of helical lines and helical curved surfaces in the form of helical grooves of concave or convex shape relative to the axis of symmetry to housing with centers of curvature located outside or inside the cross section of the housing, while a spring is mounted along the entire length of the housing, which is equipped with a device for changing the pitch of the coils by stretching or compressing it.