Пристрій для освітлення води

Реферат: Пристрій для освітлення води має циліндричний ротор, робочу зону якого поділено циліндричними вставками на секції, вузли подачі та відбору рідини. Кожна секція поділена по висоті ультрафільтраційною мембранною перегородкою на два відділення: перше, що примикає до зовнішньої стінки секції та служить для передочищення води у полі відцентрових сил, та друге, що примикає до внутрішньої стінки секції та служить для відведення води, яка доочищена ультрафільтрацією. Подача вихідної води у перше відділення здійснюється через отвори, що розташовані біля зовнішньої стінки секції та мають ширину рівну першого відділення. 1 1  ширині 5 4 UA 103979 C2 (12) UA 103979 C2 UA 103979 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід належить до пристроїв для тонкого очищення вод різних категорій від завислих та колоїдних речовин в полі відцентрових сил та ультрафільтрацією, і може бути використаний в системах господарсько-питного та виробничого водопостачання. Відомі конструкції центрифугуючих пристроїв з циліндричними або спіральними вставками, де за рахунок значних відцентрових сил та розділення у тонкому шарі забезпечується ефективне видалення завислих речовин [1, 2]. Але недоліком цих конструкцій є така організація потоку між вставками, при якій по причині великих швидкостей біля поверхні осадження відбувається відрив та винос в потік часток, що вже осіли. При цьому різко погіршується якість очищення. Найбільш близькою до конструкції, що пропонується, є конструкція центрифугуючого пристрою з циліндричними вставками, які розділяють робочий простір на секції. В цьому пристрої ймовірність відриву частки зависі зменшується за рахунок того, що рідина до кожної секції підводиться та відводиться крізь отвори, які розташовані в торцях секцій біля внутрішньої стінки [3]. Крім того, за допомогою різної кількості отворів в кожній секції забезпечується однаковий ступінь очищення. Це дає можливість забезпечити максимальну продуктивність пристрою. Конструктивні особливості підведення та відведення води (біля зовнішньої або внутрішньої стінки) через отвори, що розташовані в торцях секцій, впливають на швидкість потоку біля поверхні осадження та змив осаду, але мало впливають на кількість часток зависі, що затримуються з самого початку [4]. Тому підвищити в пристрої [3] якість очищення можна, тільки виключивши змив часток зависі, що вже осіли, а не збільшенням кількості затриманих часток. Так як освітлюючі центрифуги даної конструкції пропонується застосовувати для передочищення води перед її подачею на ультрафільтраційні мембранні модулі, то підвищення якості передочищення може знизити загальні експлуатаційні затрати. Задачею пристрою, що пропонується, є підвищення ефекту очищення рідини від завислих та колоїдних речовин, а також зменшення елементів установки для підготовки води. Результат досягається створенням конструктивних умов, при яких в пристрої поєднується очищення в полі відцентрових сил та доочищення на ультрафільтраційних мембранах. При цьому значно підвищується якість очищення за рахунок відцентрових сил, що забезпечує більш тривалу та стійку роботу ультрафільтраційних мембран з меншими втратами напору. Запропонований центрифугуючий пристрій (креслення) являє собою вертикальний циліндричний ротор 1, робоча висота якого набагато більша діаметра. Робоча зона пристрою за допомогою циліндричних вставок 2 поділена на секції 3. Кожна секція за допомогою поздовжньої ультрафільтраційної мембранної перегородки 4 поділена на два відділення 5 та 6. Перші відділення 5 мають зверху торцеву поверхню з отворами 7, що примикають до 1 1  5 4 ширині першого зовнішньої стінки. Ширина отворів 7 повинна бути приблизно рівною відділення 5. Другі відділення 6 зверху мають глуху поверхню. Знизу перші відділення 5 мають отвори 8. Другі відділення 6 знизу поверхнею не обмежені. Ширина першого відділення 5 складає приблизно 5÷7 мм, ширина другого відділення - 1÷2 мм. Пристрій працює наступним чином. В режимі очищення, коли ротор обертається, вихідна рідина подається до робочої зони у перше відділення 5 крізь отвори 7. Під дією відцентрових сил частки зависі, що мають щільність, більшу щільності води, рухаються до поверхні осадження - зовнішньої стінки. Відведення води з першого відділення 5 відбувається через ультрафільтраційну мембранну перегородку 4 вздовж всієї висоти секції. Проціджуючись крізь мембрану 4, вода доочищається та потрапляє до другого відділення 6. На мембрані 4 затримуються ті частки, що не встигли осісти на поверхні осадження, та ті, що мають щільність, меншу щільності води. По простору другого відділення 6 очищена вода відводиться з робочої зони. За рахунок того, що частка зависі потрапляє в робочу зону на відстані близької до поверхні осадження, зменшується ширина осадження. При цьому збільшуються поздовжні швидкості, що зменшує час перебування частки зависі в зоні очищення та не призводить до збільшення якості очищення, коли подача та відведення води здійснюється через торці секції. Але в даній конструкції відведення води з першого відділення 5 відбувається у радіальному напрямку вздовж висоти, тому поздовжні швидкості поступово затухають, що дає можливість відцентровим силам притягнути частку зависі до поверхні осадження. Частка зависі буде рухатися до поверхні осадження, якщо радіальна швидкість потоку в даній точці буде менша швидкості осадження. Так як радіальні швидкості значно збільшуються біля мембранної перегородки 4, а біля зовнішньої стінки мають незначну величину, при такій системі підведення та відведення води збільшується кількість затриманих часток зависі. Змив часток зависі з поверхні осадження відбувається більш інтенсивно біля отворів 7 і поступово затухає, так як в 1 UA 103979 C2 5 10 15 20 25 30 режимі очищення відведення води через нижній торець першого відділення 5 не відбувається. Частки зависі, які відірвалися від поверхні осадження у міру затухання поздовжніх швидкостей під дією відцентрових сил знову притягуються до неї, тому змив мало впливає на якість очищення. На мембрани 4 надходить більш очищена вода, що обумовлює менший приріст втрат напору під час фільтрації та, відповідно, зменшення експлуатаційних витрат на продавлювання води крізь шпари мембран. Для збільшення площі фільтрації можливо застосування мембран з хвилястою поверхнею. Поєднання в одному пристрої очищення води у полі відцентрових сил та за рахунок ультрафільтрації зменшує загальну кількість елементів в установці для підготовки води. Видалення з пристрою затриманих забруднень відбувається наступним чином. Подача вихідної води зупиняється. У другому відділенні 6 створюється імпульс тиску, що забезпечує зворотний рух води крізь мембрани 4 та відрив часток зависі від поверхні мембран. Ротор продовжує обертатися, частки зависі під дією відцентрових сил та промивного потоку відводяться до поверхні осадження. Для видалення зависі з поверхні осадження обертання зупиняється. Частина промивного потоку подається до першого відділення 5 через отвори 7. При виключенні пристрою відцентрова сила зникає, частки зависі видаляються потоком води. Відведення промивної води передбачається з торця нижньої частини першого відділення 5 через отвори 8. Джерела інформації: 1. А.с. 860868 СССР, МКИ В 04 В 1/06, 7/08. Центробежный очиститель жидкости. 2489797/23-13; Заявл. 20.06.77; Опубл. 07.09.81, Бюл. № 33. - 3 с. 2. А.с. 1635379 Российская Федерация, МКИ В 04 В 1/06, 7/08. Ротор центробежного очистителя. - 4477338/13; Заявл. 18.08.88; Опубл. 27.12.96, Бюл. № 36. - 4 с. 3. Пат. 92417 Україна, МВК В 04 В 1/06. Центрифугуючий пристрій для очистки від завислих речовин у вигляді ротора /Карагяур А.С., Скорик А.Л.; заявник та патентовласник Харківський держ. техн. ун-т будівництва та архітектури. - № а 2009 06122; заявл. 15.06.09; опубл. 25.10.10, Бюл. № 20, 2010 р. 4. Карагяур А.С., Скорик А.Л. Влияние конструктивных условий подвода и отвода осветляемой воды на эффективность очистки в центрифугирующем устройстве //Экология, энерго- ресурсосбережение, охрана окружающей среды и здоровье человека, утилизация отходов: сб. научн. статей XVII междунар. науч.-практ. конф. (УкрГНТЦ "Энергосталь"), 1-5 июня 2009 г. Щелкино, АР Крым. - Харьков: "Издательство САГА", 2009. - Т.2. - С. 291-295. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 Пристрій для освітлення води, що включає циліндричний ротор, робочу зону якого поділено циліндричними вставками на секції, вузли подачі та відбору рідини, який відрізняється тим, що кожна секція поділена по висоті ультрафільтраційною мембранною перегородкою на два відділення: перше, що примикає до зовнішньої стінки секції та служить для передочищення води у полі відцентрових сил, та друге, що примикає до внутрішньої стінки секції та служить для відведення води, яка доочищена ультрафільтрацією, при цьому подача вихідної води у перше відділення здійснюється через отвори, що розташовані біля зовнішньої стінки секції та мають ширину від 1 1 до ширини першого відділення. 5 4 2 UA 103979 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промисловоївласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3