Фільтр для очищення рідин, що містять як легкі, так і важкі частки

Изобретение относится к устройствам для разделения смесей и суспензий под действием центробежных сил и может быть использовано в нефтеперерабатывающей, химической, бумажно-целлюлозной промышленности, мелиорации. Известны конструкции гидроциклонов для осветления жидкостей [Авт. св. СССР №973173, 980851, 899146, 911811, 915971 и др.]. Такие конструкции обычно имеют в своем составе корпус конической формы с патрубками для подвода исходной жидкости, отвода очищенной жидкости и отвода тяжелой фракции. Общим недостатком этих конструкций является то, что при наличии в жидкости легких загрязнений (с удельной массой меньшей удельной массы очищаемой жидкости) взвесеизвлекательная способность фильтра снижается, резко увеличивается его гидравлическое сопротивление, а также энергоемкость. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является гидроциклонный заборный фильтр для всасывающего тр убопровода насоса, описанный в авт. св. СССР №915971, кл. В 04 С 3/04. Он содержит цилиндрическую камеру, цилиндрическо-конические раструбы, входные и сливные патрубки, общую перфорированную сливную тр убу, песковые патрубки, камеру сбора осветленной воды, трубу для отвода планктона, а также сплошной собирающий шнек. Принцип работы фильтра заключается в следующем. Фильтр устанавливают на оголовке всасывающего трубопровода насоса. Заливают насос и пускают его в работу. Поток жидкости вместе с наносами и плавающими телами, попав через входные патрубки в камеры цилиндро-конических раструбов, приобретает вращательное движение. Наносы под действием центробежных сил отбрасываются к песковым патрубкам, а плавающие тела вместе с осветленной частью воды через сливные патрубки направляются в общую перфорированную тр убу. Осве тленную воду через эту тр убу, камеру сбора осветленной воды и всасывающую тр убу откачивает насос. При этом шнек, вращающийся под действием входящей в раструбы массы жидкости, производит непрерывную очистку внутренней поверхности перфорированной сливной трубы от плавающих тел (планктона) и отводит их в сторону отводящей тр убы, отк уда плавающие тела отсасываются и сбрасываются обратно в русло, ниже створа насосной установки. Основными недостатками описанной конструкции является то, что при очистке внутренней поверхности общей перфорированной трубы с помощью шнека происходит продавливание легких загрязняющих частиц через отверстия в этой трубе и, следовательно, попадание их в трубопровод чистой воды. По этой же причине происходит забивание отверстий частицами. При уменьшившейся площади отверстий резко увеличивается гидравлическое сопротивление фильтра, что равноценно уменьшению пропускной способности всасывающего тр убопровода, обычно ведущему к срыву вакуума насоса. Соответственно при работе фильтра будет наблюдаться увеличение расхода через песковые патрубки и патрубок для отвода плавающих тел. Таким образом, при наличии в жидкости легких частиц, коэффициент взвесеизвлекательной способности такого фильтра будет снижаться, что в свою очередь ведет к увеличению общей энергоемкости фильтра. В основу изобретения поставлены задачи создания такого фильтрующего устройства, коэффициент взвесеизвлекательной способности которого, а также величина гидравлического сопротивления и энергоемкость, благодаря увеличению интенсивности вращения исходной жидкости посредством специальной вилки, при одновременном ее процеживании на сетчатом коническом полотне, не зависят от удельного веса загрязняющих частиц. Поставленная задача достигается тем, что фильтр-гидроциклон, содержащий гидроциклонную камеру, патрубки входа жидкости, выхода осветленной жидкости, выхода легких и тяжелых загрязняющих частиц, а также средство для выделения легких частиц, содержит приводную вилку для создания дополнительной закрутки жидкости в гидроциклонной камере, причем эта камера совмещена своим большим основанием со средством для выделения легких частиц, устроенным в виде конусовидной фильтровальной сетки, снабженной струереактивным устройством для промывки, выполненным совместно с приводной вилкой. В силу того, что в нижней части корпуса фильтра-гидроциклона установлена приводная вилка, здесь происходит более активное вращение жидкости, что соответственно ведет к более активному выделению из нее тяжелых частиц. Задержание же легких частиц происходит на конической сетке, установленной в верхней части конструкции. Причем, дополнительное вращение жидкости с помощью приводной вилки, приводимой в движение реактивным промывным устройством, вызывает более активное поступление жидкости, освобожденной от тяжелых частиц, на сетку, что равноценно снижению гидравлического сопротивления конструкции. В результате имеем повышение коэффициента взвесеизвлекательной способности фильтра и его пропускной способности и, соответственно, понижение энергоемкости конструкции. В известных конструкциях фильтров и гидроциклонов обычно не обеспечивается 100% очистка жидкости от легких и тяжелых частиц одновременно. Комбинация гидроциклона и сетчатого устройства, снабженная специальной приводной вилкой для создания дополнительной закрутки в корпусе, позволяет обеспечить требуемую степень очистки путем изменения количества плечей и скорости движения приводной вилки, а также размеров ячейки конической сетки. Описанное техническое решение в настоящее время в технике не известно. Сказанное позволяет сделать вывод о том, что новые существенные признаки данного изобретения по сравнению с другими существующими конструкциями позволяют достичь новый технический результат. На чертеже показан общий вид заявляемой конструкции. Фильтр содержит корпус 1, составленный двумя усеченными конусами, которые соединены своими большими основаниями, конусовидного сетчатого полотна 2, установленного в верхней части корпуса 1, приводной вилки 3, установленной в нижней части корпуса 1, струереактивного промывного устройства 4, установленного у сетчатого полотна 2, а также патрубка подачи исходной жидкости 5, расположенного у широкого основания нижнего конуса подачи промывной жидкости 6 и отвода 7 тяжелых загрязняющих частиц, которые берут начало у узкого основания нижнего конуса, патрубков отвода легких загрязненных частиц 8 и отвода очищенной жидкости 9, расположенных у узкого основания верхнего конуса. Заявляемое устройство работает следующим образом. Выделение тяжелых частиц из исходной жидкости, подаваемой тангенциально через патрубок происходит в нижней части корпуса 1, причем дополнительная закрутка жидкости создается с помощью приводной вилки 3, а тяжелые частицы удаляются из аппарата через патрубок 7. Легкие же загрязняющие частицы, остающиеся в восходящем потоке жидкости, оседают на сетке 2, смываются с нее струереактивным промывным устройством 4, после чего выводятся наружу через патрубок 8. Подача промывной жидкости к промывному устройству 4 происходит через патрубок 6 и полую приводную вилку 3, а отвод очищенной жидкости через патрубок 9 Использование заявляемой конструкции по сравнению с прототипом имеет ряд преимуществ. К ним необходимо отнести прежде всего, значительное уменьшение гидравлического сопротивления конструкции. Если забивание отверстий в перфорированной трубе прототипа (что неизбежно) ведет к увеличению сопротивления конструкции, то дополнительная закрутка потока ведет к его уменьшению и, следовательно, увеличению взвесеизвлекательной способности конструкции.