гидроциклон (варианты)

Классы МПК:B04C11/00 Вспомогательные устройства, например предохранительные или регулирующие устройства, не отнесенные к другим группам
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Кубанский государственный аграрный университет
Приоритеты:
подача заявки:
2002-08-19
публикация патента:

Изобретение предназначено для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других сточных водах. Для расширения функциональных возможностей гидроциклонов, а также интенсификации процесса обработки больших объемов воды в цилиндроконическом гидроциклоне 1 с питающим 2, сливным 3 и песковым 4 патрубками, на центральной оси устанавливают бактерицидную лампу 5 в кварцевом чехле 6 по первому варианту - в центре гидроциклона, по второму варианту - в сливном патрубке и по третьему варианту - одновременно в центре гидроциклона и в его сливном патрубке. 2 с и 2 з.п.ф-лы, 6 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6

Формула изобретения

1. Гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим, сливным и песковым патрубками, отличающийся тем, что по его центральной оси во внутреннем потоке установлена бактерицидная лампа в герметичном защитном чехле, подводящая трубка к которому выведена наружу через песковый патрубок, а отводящая трубка заканчивается у входа в сливной патрубок.

2. Гидроциклон по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен установленной по его центральной оси внутри сливного патрубка дополнительной бактерицидной лампой в герметичном защитном чехле, подводящая трубка к которому выведена наружу через сливной патрубок, а отводящая трубка заканчивается у входа в сливной патрубок, причем внутренняя поверхность сливного патрубка в месте установки бактерицидной лампы выполнена из материала с высокой отражающей способностью.

3. Гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным питающим, сливным и песковым патрубками, отличающийся тем, что по его центральной оси внутри сливного патрубка установлена бактерицидная лампа в герметичном защитном чехле, подводящая трубка к которому выведена наружу через сливной патрубок, а отводящая трубка заканчивается у входа в сливной патрубок, причем внутренняя поверхность сливного патрубка в месте установки бактерицидной лампы выполнена из материала с высокой отражающей способностью.

4. Гидроциклон по п. 3, отличающийся тем, что он снабжен установленной по его центральной оси во внутреннем потоке дополнительной бактерицидной лампой в герметичном защитном чехле, подводящая трубка к которому выведена наружу через песковый патрубок, а отводящая трубка заканчивается у входа в сливной патрубок.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для непрерывной обработки и разделения по удельным весам веществ, находящихся в промышленных, бытовых и других сточных водах, и может найти применение в химической, пищевой и других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяйстве при обработке дождевых и ливневых вод.

Известен гидроциклон, содержащий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, у которого в конической части, одно над другим, по высоте, установлены эжектирующие сопла по касательной к поверхности конуса и под углом к его образующей (авт. св. СССР 1132985, МКИ В 04 С 5/16, Б.И. 1, 1985).

Недостатком данного гидроциклона является то, что в нем не предусмотрено никакого воздействия на бактерии, содержащиеся в воде.

Известен электромагнитный гидроциклон, включающий цилиндроконический корпус с тангенциальным входным, сливным и песковым патрубками, цилиндрическая часть которого снабжена электромагнитной системой, предназначенной для создания вращающегося электромагнитного поля (Найденко В.В. Применение математических методов и ЭВМ для оптимизации и управления процессами разделения суспензий в гидроциклонах. Горький, Волго-Вятское кн. изд-во, 1976, с. 36).

Недостатком данного гидроциклона является то, что интенсифицировать процесс разделения можно лишь по суспензиям, содержащим магнитные частицы, и не предусматривается выбор параметров тока, губительно воздействующих на микрофлору обрабатываемой воды.

Техническим решением задачи изобретения является расширение функциональных возможностей гидроциклонов, а также интенсификация процесса обработки больших объемов воды за малый промежуток времени.

Задача достигается тем, что в гидроциклоне по первому варианту, выполненном в виде цилиндроконического корпуса с питающим, сливным и песковым патрубками, по центральной оси во внутреннем потоке установлена бактерицидная лампа в герметичном защитном чехле из кварцевого стекла с подводящей и отводящей трубками, причем первая выведена наружу через песковый патрубок, а отводящая трубка расположена по центральной оси и заканчивается у сливного патрубка, кроме того, в гидроциклоне, по второму варианту, может быть установлена бактерицидная лампа внутри сливного патрубка, в этом случае его внутренние стенки, в месте установки лампы выполняются из материала с высокой отражающей способностью, причем, тогда подводящую трубку выводят через сливной патрубок, а отводящую располагают на центральной оси и заканчивается она на входе в сливной патрубок. Как третий вариант, возможна установка бактерицидных ламп одновременно как во внутреннем потоке гидроциклона, так и в его сливном патрубке.

Сопоставительный анализ заявляемых гидроциклонов с прототипом показывает, что установка бактерицидных ламп в теле гидроциклона будет обеспечивать бактерицидную обработку воды, в то время как в гидроциклоне осуществляется отделение любых включений, удельный вес которых больше воды, причем все эти процессы будут осуществляться непрерывно, а вывод подводящих трубок от герметичного чехла из тела гидроциклона и расположение отводящих трубок от чехла у сливного патрубка способствуют, за счет циркуляции воздуха, вследствие разности давлений воды внутри и снаружи гидроциклона, охлаждению ламп и дополнительному насыщению воды воздухом. Этот процесс может также осуществляться и при принудительной подаче воздуха в чехол. Таким образом, заявляемые гидроциклоны соответствуют критерию "новизна". Сравнительный анализ заявляемых устройств с другими решениями в данной области не позволил выявить в них признаки, отличающие заявляемые решения от прототипа, что позволяет сделать вывод о их соответствии критерию "существенные отличия".

Сущность изобретения поясняется чертежами, на фиг.1 изображен общий вид гидроциклона при установке бактерицидной лампы в защитном чехле, по центральной оси аппарата, во внутреннем потоке (первый вариант); на фиг.2 - разрез по А-А фиг.1; на фиг.3 - общий вид гидроциклона (второй вариант), при установке бактерицидной лампы в защитном чехле, по центральной оси аппарата, но внутри сливного патрубка; на фиг.4 - разрез по Б-Б фиг.3; на фиг.5 - общий вид гидроциклона (третий вариант), при установке бактерицидных ламп в защитных чехлах, одновременно, во внутреннем потоке гидроциклона и в сливном патрубке; на фиг.6 - разрез по В-В фиг.5.

Гидроциклоны для обработки воды (по трем вариантам) включают следующие общие элементы: корпус цилиндроконический 1, к которому тангенциально подходит питающий патрубок 2, на центральной оси аппарата расположены с одной стороны сливной патрубок 3, а с противоположной - песковый патрубок 4. Далее, по первому варианту, в гидроциклоне на центральной оси, во внутреннем потоке, устанавливают бактерицидную лампу 5 (см. фиг.1 и фиг.2), заключенную в защитный чехол 6, из кварцевого стекла, с подводящей 7 и отводящей 8 трубками, причем подводящая трубка 7 выведена наружу аппарата через песковой патрубок, а отводящая трубка 8 заканчивается у входа в сливной патрубок внутри аппарата.

По второму варианту в гидроциклоне, бактерицидную лампу 5, заключенную в защитный чехол 6, из кварцевого стекла, с подводящей 7 и отводящей 8 трубками, устанавливают внутри сливного патрубка, причем подводящая трубка 7 выведена наружу аппарата через сливной патрубок, а отводящая трубка 8 заканчивается у входа в сливной патрубок, при этом внутренняя поверхность сливного патрубка в месте установки бактерицидной лампы 9 выполнена из материала с высокой отражающей способностью (см. фиг.3 и фиг.4).

По третьему варианту в гидроциклоне устанавливают бактерицидные лампы 5, заключенные в защитные чехлы 6, из кварцевого стекла, с подводящими 7 и отводящими 8 трубками, одновременно, во внутреннем потоке и внутри сливного патрубка 3, при этом внутренняя поверхность сливного патрубка в месте установки бактерицидной лампы 9 выполнена из материала с высокой отражающей способностью, то есть, реализуя вместе первый и второй варианты исполнения гидроциклонов (см. фиг.5 и фиг.6).

Гидроциклоны по трем вариантам, при обработке воды, принципиально работают следующим образом: загрязненная вода подается под напором, полученным за счет естественного перепада местности или механического привода (насоса) под напором, либо за счет вакуума в корпус цилиндроконического гидроциклона 1, через тангенциально расположенный питающий патрубок 2. Вследствие такого подвода воды она приобретает в теле гидроциклона 1 вращательное движение, центробежные силы, возникающие при этом, выделят из воды все включения, удельный вес которых больше веса воды, и отожмут эту часть потока к стенке гидроциклона и под действием того же напора, эта часть будет выведена наружу, через песковый патрубок 4. Основная же часть потока, уже осветленная, поворачивает на 180o, образует внутренний, также вращающийся поток, но направляющийся к сливному патрубку 3. На центральной оси гидроциклона 1, при его работе, образуется воздушный шнур, вследствие разрыва сплошности потока под действием центробежных сил, когда радиус приближается к "0", то угловая скорость потока будет стремиться к бесконечности. Далее, по первому варианту, в воздушном шнуре, во внутреннем потоке устанавливают бактерицидную лампу 5 в чехле 6. Вследствие того, что в гидроциклоне 1 поток движется, вращаясь вначале во внешнем потоке, а затем, очистившись от различных включений, более осветленный, поворачивает на 180o и опять вращается вокруг бактерицидной лампы 5, расположенной во внутреннем потоке, происходит интенсивное обеззараживание, чему также способствует активное насыщение воды озонированным газом, полученным в результате ионизации кислорода воздуха, прошедшего вдоль бактерицидной лампы 5. Интенсивное вращательное движение внутреннего потока, входящего в сливной патрубок 3, способствует захвату воздуха из образовавшегося воздушного шнура на центральной оси гидроциклона 1 и насыщению им воды, также это явление способствует понижению давления в области воздушного шнура, примыкающего к сливному патрубку, вот почему именно здесь располагается конец от отводящей трубки 8 кварцевого чехла 6, а подводящая трубка 7 выведена наружу через песковый патрубок 4. Именно такое расположение подводящей 7 и отводящей 8 трубок при отводе воздуха от защитного чехла 6 способствует организации движения воздушных масс в нем и дополнительному охлаждению лампы, в совокупности с основным охлаждением за счет омывания чехла водой. С целью интенсификации охлаждения лампы 5, возможен принудительный продув чехла 6 через подводящую 7 и отводящую 8 трубки.

По второму варианту принцип работы гидроциклона остается аналогичным первому варианту, с той лишь разницей, что расположение бактерицидной лампы 5 в защитном чехле 6, в сливном патрубке 3 аппарата, когда его внутренняя поверхность 9, в месте установки лампы 5, выполнена из материала с высокой отражающей способностью, а подводящая трубка 7 выведена наружу через сливной патрубок 3, при этом отводящая трубка 8 заканчивается у входа в данный патрубок, будет способствовать повышению эффективности и интенсификации обеззараживания воды.

Работа гидроциклона, по третьему варианту конструктивного исполнения, когда бактерицидные лампы 5 в защитных чехлах 6, с подводящими 7 и отводящими 8 трубками, установлены одновременно во внутреннем потоке и в сливном патрубке 3, в принципе будет аналогична работе гидроциклонов конструктивного исполнения по первому и второму вариантам, с той лишь разницей, что степень обеззараживания воды, в связи с увеличением мощности и продолжительности облучения, будет углубленной.

Повышение эффективности обеззараживания воды заключается в комплексности ее обработки. Это очистка от различных включений, ультрафиолетовое облучение, озонирование, активное насыщение воды воздухом, что способствует обработке большого количества воды за малые промежутки времени, за счет увеличения интенсивности светового облучения и повышения коэффициента полезного действия его использования.

Класс B04C11/00 Вспомогательные устройства, например предохранительные или регулирующие устройства, не отнесенные к другим группам

способ автоматического управления гидроциклоном -  патент 2445171 (20.03.2012)
способ управления процессом классификации в гидроциклонах -  патент 2430788 (10.10.2011)
сепаратор -  патент 2314876 (20.01.2008)
способ виброинерционного пылеулавливания и устройство для его осуществления -  патент 2284226 (27.09.2006)
способ виброакустического пылеулавливания -  патент 2284225 (27.09.2006)
гидроциклон -  патент 2274497 (20.04.2006)
виброакустический циклон -  патент 2270726 (27.02.2006)
способ инерционного пылеулавливания и устройство для его осуществления -  патент 2270059 (20.02.2006)
акустический циклон -  патент 2268090 (20.01.2006)
способ регулирования работы гидроциклона и устройство для его осуществления -  патент 2218995 (20.12.2003)
Наверх