Спосіб розділення компонентів рідкої суміші та пристрій для його здійснення

Номер патенту: 10927

Опубліковано: 25.12.1996

Автор: Кріштопов Валентин Юлійович

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ разделения компонентов жидкой смеси в открытой емкости, при котором со свобод­ной поверхности отбирают поверхностный микро­слой, имеющий повышенную концентрацию одного или нескольких компонентов в виде повер­хностного избытка, отличающийся тем, что отбор поверхностного микрослоя осуществляют путем непрерывного формирования из него пленки, пере­мещения и отвода этой пленки под воздействием капиллярных и гравитационных сил, поддержива­ют постоянный уровень свободной поверхности смеси, при этом в емкость подают неразделенную смесь и одновременно отводят смесь, оставшуюся после отбора части смеси, обогащенной поверхно­стными избытками.

2. Устройство для разделения компонентов жидкой смеси, содержащее открытую емкость для разделя­емой смеси и накопительную емкость для отобран­ной жидкости, отличающееся тем, что обе емкости имеют продолговатую форму и общую стенку с рабочим участком с горизонтальным верхним кра­ем, выполненным по высоте ниже других стенок емкости для разделяемой смеси, при этом матери­ал или покрытие рабочего участка выбраны из ус­ловия смачивания разделяемой смесью.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что нако­пительная емкость расположена ниже емкости для разделяемой смеси.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что по­верхность рабочего участка снабжена вертикаль­ным микрорельефом.

Текст

Изобретение относится к области обработки жидкости, а именно к способам и устройствам разделения компонентов жидких смесей, и может быть использовано, например, при получении особо чистых веществ, опреснении, очистке загрязненных вод. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ разделения компонентов жидкой смеси в открытой емкости, при котором со свободной поверхности отбирают поверхностный микрослой, имеющий повышенную концентрацию одного или нескольких компонентов в виде поверхностного избытка. При этом способе отбор поверхностного микрослоя осуществляют с использованием определенного приспособления - микротома. Микротом содержит суппорт, установленный на горизонтальных направляющих, и закрепленный на суппорте острый нож, внутри которого содержится резервуар (накопительная емкость). Быстро перемещая нож, с поверхности жидкости снимают тонкий, порядка 0,1 мм, слой смеси, которая поступает в резервуар внутри ножа. Таким образом, для осуществления известного способа требуется точное механическое оборудование со специальным приводом. При работе с микротомом требуется предварительная установка высоты его ножа по отношению к уровню разделяемой смеси в емкости. Отбор поверхностного слоя осуществляют за один рабочий ход суппорта. В случае необходимости еще одного отбора, требуется переналаживать высоту установки ножа микротома и дожидаться, пока успокоится поверхность разделяемой смеси. Непрерывный режим работы микротома не предусмотрен. Поэтому способ разделения компонентов жидкой смеси с помощью микротома пригоден для использования только в лабораторных условиях. В основу изобретения поставлена задача создания такого способа, который обеспечивал бы разделение компонентов жидкой смеси в производственных условиях и требовал бы минимальных затрат энергии. Поставленная задача достигается тем, что в способе разделения компонентов жидкой смеси в открытой емкости, при котором со свободной поверхности отбирают поверхностный микрослой, имеющий повышенную концентрацию одного или нескольких компонентов в виде поверхностного избытка, отбор поверхностного микрослоя осуществляют путем непрерывного формирования из него пленки, перемещения и отбора этой пленки под воздействием капиллярных и гравитационных сил, поддерживают постоянным уровень свободной поверхности смеси, при этом в емкость подают неразделенную смесь и одновременно, отводят смесь, оставшуюся в резервуаре после отделения части, обогащенной поверхностными избытками. Поставленная задача достигается также тем, что в устройстве для разделения компонентов жидкой смеси, Содержащем открытую емкость для разделяемой смеси и накопительную емкость для отобранной жидкости, обе емкости имеют продолговатую форму и выполнены смежными, с общей . стенкой, снабженной рабочим участком с горизонтальным верхним краем, выполненным по высоте ниже других стенок емкости для разделяемой смеси, при этом материал или покрытие рабочего участка выбраны из условия смачивания разделяемой смесью. В устройстве накопительная емкость может быть расположена ниже емкости для разделяемой смеси. На поверхности рабочего участка общей стенки может быть выполнен вертикальный микрорельеф в виде волокон, складок, канавок или борозд. Эффект перетекания жидкости через край сосуда по смачивающимся поверхностям известен и используется для самозарядки сифонов (а.с. СССР №128Є826, кл F 04 F 10/00, 1987). Именно заявляемая форма выполнения емкостей, материал рабочего участка и взаимное расположение емкостей обеспечивают согласно способу отбор поверхностного микрослоя в промышленных условиях. Это позволяет сделать вывод, что заявленные изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом. Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. Устройство содержит емкость 1 для разделяемой смеси 2 и накопительную емкость 3 для отделенной жидкости 4. Емкости 1 и 3 имеют продолговатую форму и выполнены смежными, с общей стенкой 5. Стенка 5 снабжена рабочим участком 6 со строго горизонтальным верхним краем. Рабочий участок 6 выполнен по высоте ниже стенок емкости 1. Рабочий участок 6 может быть выполнен по всей длине стенки 5 и иметь поверхностный вертикальный микрорельеф в виде борозд, канавок, складок или волокон. Материал, из которого выполнена стенка 5, или покрытие рабочего участка 6, выбраны из условия смачивания разделяемой смесью 2.Емкость 1 снабжена патрубком 7 для отвода жидкости, остающейся после отбора части смеси, обогащенной поверхностными избытками. Емкость 3 снабжена патрубком 8 для отвода жидкости, собирающейся в этой емкости. Способ реализуется с помощью устройства следующим образом. Из внешнего источника 9 (см. фиг. 1) разделяемую смесь 2 подают в начало емкости 1. Рассмотрим пример, когда разделяемая смесь состоит из двух компонентов, например воды и поваренной соли. В этом случае ее поверхностный слой содержит пониженное содержание поваренной соли, а самый верхний слой толщиной 2 –5*10-8 см состоит из пресной воды. Разделяемая смесь, смачивая рабочий участок 6 стенки 5. образует вогнутый мениск высотой h1 (см. фиг.2). После заполнения емкости 1 уровень смеси, путем баланса ее поступления и расхода поддерживают постоянным и таким, чтобы высота h2 верхнего края рабочего участка 6 над уровнем смеси в емкости 1 была меньше h1. Вследствие этого, пленка смачивания смеси 10, поднявшись по внутренней стороне поверхности рабочего участка 6 до его верхнего края, продолжает распространяться через этот край по наружной поверхности рабочего участка, спускаясь по ней и собираясь в накопительной емкости 3. Перетекающая жидкая пленка 10 формируется из верхних слоев содержащейся в емкости 1 Смеси, которая включает поверхностный микрослой, содержащий поверхностные избытки. Поэтому жидкость 4, собирающаяся в накопительной емкости 3, будет более пресная, чем исходная. Изменяй высоту h2 регулируют толщину перетекающей пленки и скорость перетекания, и, тем самым, интенсивность процесса. На эту интенсивность также влияет величина h3 - разность высот уровней жидкости в емкости 1 и накопительной емкости 3. Перетекающую опресненную жидкость из накопительной емкости 3 подают в следующую ступень разделения, если процесс разделения многоступенчатый, или отбирают для непосредственного использования. По мере продвижения смеси вдоль емкости 1, концентрация поваренной соли в ней возрастает. В конце емкости 1 смесь, обогащенную поваренной солью, подают в следующую ступень разделения, если целью процесса является получение концентрированного солевого раствора, либо сбрасывают. Обязательными условиями осуществления процесса перетекания жидкости по рабочему участку, а, следовательно, и самого процесса разделения, являются: h2

0. Для повышения эффективности процесса разделения на смесь можно оказывать воздействие, влияя на концентрацию компонентов в поверхностном слое, например, помещая ее в электрическое поле, или добавляя в нее ПАВ.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Method and device for separation of components of liquid mixture

Автори англійською

Krishtopov Valentyn Yuliiovych

Назва патенту російською

Способ разделения компонентов жидкой смеси и устройство для его осуществления

Автори російською

Криштопов Валентин Юльевич

МПК / Мітки

МПК: B01D 17/00

Мітки: розділення, здійснення, суміші, компонентів, пристрій, рідкої, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/3-10927-sposib-rozdilennya-komponentiv-ridko-sumishi-ta-pristrijj-dlya-jjogo-zdijjsnennya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб розділення компонентів рідкої суміші та пристрій для його здійснення</a>

Подібні патенти