RU2424036C1

RU2424036C1 - Vertical revolver suspension settler

Info

Publication number: RU2424036C1
Application number: RU2009147611/05A
Authority: RU
Inventors: Алексей Васильевич Бахонин (RU); Алексей Васильевич Бахонин; Елена Игоревна Бахонина (RU); Елена Игоревна Бахонина; Игорь Хуснутович Бикбулатов (RU); Игорь Хуснутович Бикбулатов; Рамиль Римович Кадыров (RU); Рамиль Римович Кадыров
Priority date: 2009-12-21
Filing date: 2009-12-21
Publication date: 2011-07-20

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to sedimentation of suspended particles in fluid and their collection, and may be used in some process in chemical industry. Settler comprises battery of chambers arranged around central axis and having height making at least two diameters. Every chamber is made up of cylindrical housing with taper bottom, annular web secured at chamber top, closed by cover and provided with distributing chute on inner side, circular fluid collecting chute arranged along perimetre, receiving funnel with discharge pipeline and sediment discharge pipeline made up of branch pipe connected to taper bottom. Air unions are connected to every chambers to allow air flows and control pressure and arranged in chamber casing and on cover of annular web. Settler structural elements are made from polymer materials, for example, from polypropylene.

EFFECT: higher quality of separation, efficiency, reliability and longer life.

2 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к осаждению взвешенных частиц в жидкостях и их сбору, в частности, в некоторых процессах химических производств.The invention relates to the deposition of suspended particles in liquids and their collection, in particular, in some processes of chemical production.

Известен отстойник Дорра, включающий цилиндрический корпус с коническим днищем на фундаменте, мешалку с гребками на валу, привод мешалки на фундаменте, желоб для отвода осветленной жидкости, отверстия в днище для отвода шлама [Беньковский С.В. Технология содопродуктов]. Однако конструкция и большие размеры отстойника Дорра требуют значительных площадей, материальных ресурсов и больших затрат времени на монтаж или демонтаж этого аппарата, что не позволяет использовать его для малотоннажных гибких производств, часто модернизируемых или меняющих технологии. Кроме того, наличие мешалки с гребками и привода требует постоянного обслуживания механических частей, периодической чистки гребков и днища с остановкой процесса отстаивания.Known sump Dorra, including a cylindrical body with a conical bottom on the foundation, a stirrer with strokes on the shaft, the drive of the mixer on the foundation, a chute for drainage of clarified liquid, holes in the bottom for drainage of sludge [Benkovsky S.V. Technology soda products]. However, the design and large dimensions of the Dorra sump require significant areas, material resources and a large investment of time for installation or dismantling of this apparatus, which does not allow its use for small-tonnage flexible productions, often being modernized or changing technology. In addition, the presence of a stirrer with strokes and a drive requires constant maintenance of the mechanical parts, periodic cleaning of the strokes and the bottom with stopping the settling process.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению (прототипом) является вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком (НИКТИ ГХ) [Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. Т.2. - Калуга: Издательство Н.Бочкаревой, 2003]. Вертикальный отстойник с нисходяще-восходящим потоком представляет собой цилиндрический корпус с коническим днищем из монолитного или сборного железобетона, имеет впускное устройство в виде кольцевой перегородки с распределительным лотком на ее внутренней части, отводит осветленную жидкость через кольцевой лоток, расположенный по периметру, удаляет всплывающие вещества через приемную воронку, осуществляет выпуск осадка с помощью гидростатического давления по внутреннему трубопроводу.The closest technical solution to the claimed invention (prototype) is a vertical sump with a downward-upward flow (NIKTI GC) [Timonin A.S. Environmental Engineering Handbook. T.2. - Kaluga: Publisher N. Bochkareva, 2003]. The vertical sump with a downward flow is a cylindrical body with a conical bottom made of monolithic or precast concrete, has an inlet device in the form of an annular partition with a distribution tray on its inside, discharges clarified liquid through an annular tray located around the perimeter, and removes pop-up substances through receiving funnel, carries out the release of sediment using hydrostatic pressure through an internal pipe.

Недостатками известного вертикального отстойника являются большие размеры (диаметр 4-9 м, строительная высота цилиндрической части 2,1-4,2 м, конической части 1,8-5,1 м); значительное снижение полученного количества осветленной жидкости и шлама при остановке одного из таких отстойников; тяжелая и затратная при монтаже и демонтаже железобетонная основа конструкции.The disadvantages of the known vertical sump are large sizes (diameter 4–9 m, construction height of the cylindrical part 2.1–4.2 m, conical part 1.8–5.1 m); a significant reduction in the amount of clarified liquid and sludge obtained when one of these sedimentation tanks stops; Reinforced concrete base of construction, heavy and expensive during installation and dismantling.

Изобретение решает задачу обеспечения отстаивания суспензий, повышения качества разделения сред, производительности, надежности и долговечности работы, упрощения установки и эксплуатации отстойника при его размещении на химических производствах.The invention solves the problem of ensuring the sedimentation of suspensions, improving the quality of the separation of media, productivity, reliability and durability, simplifying the installation and operation of the sump when it is placed in chemical plants.

Сущность изобретения заключается в том, что вертикальный револьверный отстойник для суспензий, включающий камеру, выполненную в виде цилиндрического корпуса с коническим днищем, имеющую кольцевую перегородку с распределительным лотком на внутренней части, собирающий жидкость кольцевой лоток, расположенный по периметру, приемную воронку с трубопроводом, отводящим всплывающие вещества, осадковыводящий трубопровод, согласно изобретению отстойник состоит из батареи камер, расположенных вокруг центральной оси и имеющих высоту не менее чем в 2 раза больше диаметра, при этом кольцевая перегородка закреплена в верхней части камеры и закрыта крышкой, осадковыводящие трубопроводы камер выполнены в виде патрубка, присоединенного к коническому днищу, к каждой камере присоединены штуцеры для пропуска воздуха и регулирования давления, расположенные в корпусе камеры и крышке кольцевой перегородки, конструктивные элементы отстойника выполнены из полимерных материалов, например из полипропилена.The essence of the invention lies in the fact that a vertical revolving sump for suspensions, including a chamber made in the form of a cylindrical body with a conical bottom, having an annular partition with a distribution tray on the inside, a liquid collecting annular tray located around the perimeter, a receiving funnel with a discharge pipe pop-up substances, precipitation pipe according to the invention, the sump consists of a battery of chambers located around a central axis and having a height of at least it is 2 times larger than the diameter, while the annular partition is fixed in the upper part of the chamber and covered with a lid, precipitation-discharge pipelines of the chambers are made in the form of a branch pipe connected to a conical bottom, nipples for air passage and pressure regulation located in the chamber body are connected to each chamber the cover of the annular partition, the structural elements of the sump are made of polymeric materials, such as polypropylene.

На фиг.1 представлен вид отстойника сверху, на фиг.2 - вид отстойника сбоку, на фиг.3 - продольный разрез одной из камер отстойника, на фиг.4 - поперечный разрез одной из камер отстойника, на фиг.5 - продольный разрез и вид сверху одной из камер отстойника, на фиг.6 - продольный разрез и вид сверху одной из кольцевых полупогружных перегородок, на фиг.7 - виды сбоку с разрезом и сверху одной из крышек кольцевых полупогружных перегородок.Figure 1 presents a top view of the sump, figure 2 is a side view of the sump, figure 3 is a longitudinal section of one of the cameras of the sump, figure 4 is a cross section of one of the chambers of the sump, figure 5 is a longitudinal section and top view of one of the chambers of the sump, Fig.6 is a longitudinal section and a top view of one of the annular semisubmersible baffles, Fig.7 - side views with a cut and top view of one of the covers of the annular semisubmersible baffles.

Вертикальный револьверный отстойник для суспензий состоит из нескольких цилиндрических камер, расположенных вокруг центральной оси, как патроны в барабане револьвера (фиг.1-5). Высота каждой камеры не менее чем в 2 раза больше диаметра. Каждая камера представляет собой цилиндрический корпус 1 с конусным днищем, внутрь которого по центру опущена кольцевая полупогружная перегородка 2 с кольцевым лотком 3 для подаваемой суспензии (фиг.3, 4), соединенным через перемычки 4 (фиг.4) с приемной воронкой для удаления плавающих веществ 5 (фиг.3, 4). Кольцевая полупогружная перегородка крепится цилиндрическим выступом 6 (фиг.6) в цилиндрической выемке 7 (фиг.5) верхней части камеры и закрывается крышкой 8 (фиг.1, 3, 7) со штуцером 9 (фиг.1-3, 7). Внутри каждой камеры имеются кольцевой лоток для сбора осветленной жидкости 10 (фиг.3, 4), трубопровод для отведения осветленной жидкости 11 (фиг.1-4), трубопровод для удаления плавающих веществ 12 (фиг.1-4), осадковыводящий патрубок 13, присоединенный к коническому днищу камеры (фиг.2, 3). Кроме того, в стенке корпуса камеры выполнен штуцер 14 для пропуска воздуха и регулирования давления (фиг.1-3, 5).The vertical revolving sump for suspensions consists of several cylindrical chambers located around the central axis, like cartridges in the drum of a revolver (Figs. 1-5). The height of each chamber is not less than 2 times the diameter. Each chamber is a cylindrical body 1 with a conical bottom, inside of which, in the center, an annular semi-submersible baffle 2 with an annular tray 3 for a feed suspension (Figs. 3, 4) connected through jumpers 4 (Fig. 4) to a receiving funnel for dropping floating substances 5 (figure 3, 4). The annular semi-submersible partition is mounted with a cylindrical protrusion 6 (Fig.6) in a cylindrical recess 7 (Fig.5) of the upper part of the chamber and is closed by a lid 8 (Fig.1, 3, 7) with a fitting 9 (Fig.1-3, 7). Inside each chamber there is an annular tray for collecting clarified liquid 10 (Figs. 3, 4), a pipeline for discharging clarified liquids 11 (Figs. 1-4), a pipeline for removing floating substances 12 (Figs. 1-4), and a precipitation branch pipe 13 attached to the conical bottom of the camera (figure 2, 3). In addition, a fitting 14 is made in the wall of the chamber body for air passage and pressure regulation (Figs. 1-3, 5).

Для подачи суспензии к отстойнику имеются подводящий суспензию к отстойнику трубопровод 15 (фиг.2); подводящий суспензию к камере трубопровод 16 (фиг.1-4); распределяющий суспензию по камерам кольцевой трубопровод 17 (фиг.1, 2).To supply the suspension to the sump there is a supply pipe 15 to the sump of the suspension 15 (figure 2); the pipeline leading the suspension to the chamber 16 (Figs. 1-4); distributing the suspension in the chambers of the annular pipe 17 (Fig.1, 2).

Вертикальный револьверный отстойник для суспензий работает следующим образом. По трубопроводам 15, 17 и 16 суспензия подается к камерам. Количество подаваемой суспензии регулируется на трубопроводах 16. Суспензия попадает в кольцевую полупогружную перегородку 2 через кольцевой лоток 3. В результате образуется нисходяще-восходящий поток. Осветленная жидкость попадает в кольцевой лоток 10 и выводится по трубопроводу 11. Осадок постепенно выводится через патрубок 13. Всплывающие вещества удаляются через приемную воронку 5 и трубопровод 12. Регулирование количества слива жидкости и вывода осадка можно обеспечить изменением давления подаваемого воздуха через штуцеры 9 и 14. Быстрые изменения расхода воздуха можно использовать для колебания значений гидростатического давления при ликвидации заторов в осадковыводящем патрубке 13.Vertical revolving sump for suspensions works as follows. Through pipelines 15, 17 and 16, the suspension is fed to the chambers. The amount of suspension supplied is regulated in the pipelines 16. The suspension enters the annular semisubmersible partition 2 through the annular tray 3. As a result, a downward-upward flow is formed. The clarified liquid enters the annular tray 10 and is discharged through the pipe 11. The sediment is gradually discharged through the pipe 13. The pop-up substances are removed through the receiving funnel 5 and the pipe 12. The amount of liquid drained and the sediment can be regulated by changing the pressure of the supplied air through fittings 9 and 14. Rapid changes in air flow can be used to fluctuate the hydrostatic pressure during the elimination of congestion in the precipitation pipe 13.

Камеры изготовляются из легких коррозионностойких материалов (полипропилена или иных полимеров), что позволяет уменьшить вес конструкции, увеличить срок эксплуатации, обеспечить быстрый и несложный монтаж-демонтаж конструкции отстойника. Кроме того, конструктивные элементы отстойников, выполненные из полимерных материалов, можно использовать для разных сред, они легче чистятся, и на них не образуются отложения веществ.The chambers are made of light corrosion-resistant materials (polypropylene or other polymers), which allows to reduce the weight of the structure, increase the service life, and provide quick and uncomplicated mounting and dismounting of the design of the sump. In addition, the structural elements of sedimentation tanks made of polymer materials can be used for different environments, they are easier to clean, and no deposits of substances form on them.

Небольшой диаметр камеры вертикального отстойника и присутствие нисходяще-восходящего потока делают более четкой границу осаждения взвешенных частиц и упрощают контроль процесса вывода осадка, что сказывается на качестве получаемых продуктов.The small diameter of the chamber of the vertical sedimentation tank and the presence of a downward-upward flow make the deposition of suspended particles more clear and simplify the control of the sediment removal process, which affects the quality of the products obtained.

Расположение камер по окружности позволяет упростить процедуры осмотра состояния конструкций, профилактического обслуживания, ремонта, так как все элементы отстойника находятся на небольшой площади. Не нужно перемещать и монтажное оборудование, можно расположить в центре окружности специальные устройства для подъема, опускания и горизонтального перемещения элементов конструкции.The location of the chambers around the circumference makes it possible to simplify the procedures for inspecting the state of structures, preventive maintenance, and repair, since all elements of the sump are located in a small area. No need to move the mounting equipment, you can place special devices in the center of the circle for lifting, lowering and horizontal movement of structural elements.

При такой же производительности, как и у прототипа, вертикальный револьверный отстойник надежнее в работе, потому что даже остановка отстаивания в нескольких камерах не приводит к прекращению процесса в целом (в других камерах отстаивание будет продолжаться). Кроме того, наличие нескольких камер позволяет реализовывать различные режимы отстаивания: можно подключать камеры в работу параллельно, через определенные интервалы времени, оставить некоторые камеры в резерве.At the same performance as the prototype, the vertical turret is more reliable in operation, because even stopping sedimentation in several chambers does not lead to the cessation of the process as a whole (in other chambers, sedimentation will continue). In addition, the presence of several cameras allows you to implement various modes of sedimentation: you can connect cameras to work in parallel, at certain intervals, to leave some cameras in reserve.

Таким образом, конструкция предлагаемого вертикального револьверного отстойника позволяет по сравнению с прототипом:Thus, the design of the proposed vertical revolver sump allows, in comparison with the prototype:

1) уменьшить размеры отстойника;1) reduce the size of the sump;

2) собрать корпус отстойника из легких и долговечных материалов;2) assemble the sump body from light and durable materials;

3) упростить установку, обслуживание и демонтаж;3) to simplify installation, maintenance and dismantling;

4) даже при отказе одной из камер обеспечить непрерывную работу всей системы отключением этой камеры и выводом ее в ремонт.4) even in case of failure of one of the cameras, to ensure continuous operation of the entire system by turning off this camera and putting it in for repair.

Общее число камер может быть разным в зависимости от производительности установки.The total number of cameras may vary depending on the performance of the installation.

Ключевые параметры конструкции отстойника (фиг.1, 2)Key design parameters of the sump (1, 2)

L/d≥2, L1=L+(d-d1)·tg(a)/2,L / d≥2, L1 = L + (d-d1) tg (a) / 2,

V=[L+(d-d1)·tg(a)/6]·π·d²/4, S=π·D1²/4,V = [L + (d- d1) · tg (a) / 6] · π · d ^2/4, S = π · D1 ^2/4,

где V - объем, занимаемый камерой;where V is the volume occupied by the camera;

S - площадь, на которой располагается вертикальный револьверный отстойник;S is the area on which the vertical turret settler is located;

D - диаметр окружности, на которой расположены центры симметрии камер;D is the diameter of the circle on which the centers of symmetry of the cameras are located;

d - внешний диаметр камеры;d is the outer diameter of the chamber;

d1 - внешний диаметр осадковыводящего патрубка;d1 is the outer diameter of the precipitation branch pipe;

а - угол наклона днища;a is the angle of inclination of the bottom;

L - высота цилиндрической части камеры;L is the height of the cylindrical part of the chamber;

L1 - общая высота камеры.L1 is the total height of the camera.

Таким образом, конструкция вертикального револьверного отстойника для суспензий обеспечивает простоту обслуживания и монтажа-демонтажа, компактность конструкции, хорошую надежность и долговечность, а также высокое качество получаемых продуктов.Thus, the design of a vertical turret slurry tank for slurry provides ease of maintenance and installation-dismantling, compact design, good reliability and durability, as well as high quality of the products.

Claims

1. Vertical revolving sump for suspensions, including a chamber made in the form of a cylindrical body with a conical bottom, having an annular partition with a distribution tray on the inside, a liquid collecting annular tray located around the perimeter, a receiving funnel with a pipe that discharges pop-up substances, precipitation pipe characterized in that the sump consists of a battery of cameras located around the central axis and having a height of not less than 2 times the diameter, with the ring Wai septum secured in the top of the chamber and the lid is closed, pipelines osadkovyvodyaschie chambers are designed as nozzle attached to the conical bottom, connected to each chamber fittings for air passage and the pressure regulating chamber disposed in the housing and the cover of the annular partition.

2. The sump according to claim 1, characterized in that the structural elements of the sump are made of polymeric materials, for example polypropylene.