Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD AND DEVICE FOR SEPARATING COMPONENTS OF A DISPERSION LIQUID
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/103646
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to technology for gravitational and (or) flotation extraction of dispersed inclusions from liquids. The fields of application include waste liquid purification for the removal of fats and oils, starch extraction, yeast production, mineral processing, mineral separation of complex ores and salts, as well as the chemical industry. The invention is novel in that a device is used which has a bent channel (1), an overflow and a sludge collector (8), through the front wall (14 or 17) of which floated inclusions are removed. The difference in heights between the edge of the overflow and the rim of the sludge collector (8) provides constancy of surface levels of the separated phases. In addition, the thickness of a layer of continuously unloaded floated inclusions (or froth) is reduced to a minimum. The effectiveness of component separation is increased. The dimensions and material consumption of the equipment is reduced while maintaining the maximum possible throughput capacity thereof. Profitability of enterprises is increased. A number of local, regional and international ecological problems are addressed.

Inventors:
SYROVATSKI, Eduard Fiodorovich (Prospekt 60 let SSSR, 45 kv. 4, g. Lipetsk 6, 398036, RU)
Application Number:
RU2018/000347
Publication Date:
May 31, 2019
Filing Date:
May 29, 2018
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
SYROVATSKI, Eduard Fiodorovich (Prospekt 60 let SSSR, 45 kv. 4, g. Lipetsk 6, 398036, RU)
International Classes:
B01D17/02; B01D17/025; C02F1/24; C02F1/40; E03F5/16
Download PDF:
Claims:
Формула изобретения

1. Способ гравитационного и (или) флотационного разделения компонентов дисперсной жидкости, пропускаемой по каналу ( 1 ) устройства, содержащего шламосборник (8), принимающий всплывающие включения (или пену с выделенными включениями), которые перетекают через край его стенки (14 или 17), а также размещённый спереди, сзади или сбоку шламосборника (8) отсек (10), в котором находится вход в патрубок (5), отводящий очищенную жидкость, отличающийся тем, что очищенную жидкость из отсека (10) в отводящий патрубок (5) переливают через край воронки (13) или через край перегородки (19), высотные отметки которых находятся ниже уровня края передней стенки (14 или 17) шламосборника (8).

2. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что используют канальное устройство, в передней части которого осуществляют гравитационное, а в задней части - флотационное разделение компонентов.

3. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что всплывшие включения из канала (1) в шламосборник (8) выгружают шнеком.

4. Способ по пункту 1, отличающийся тем, что содержимое шламосборника (8) подогревают до 35...55 °С.

5. Устройство, специально предназначенное для осуществления способа по пункту 1, включающее канал (1) со шламосборником (8), принимающим всплывающие включения, перетекающие через край его передней стенки (14 или 17), а также отсек (10), в котором находится вход в патрубок (5), отводящий очищенную жидкость, отличающееся тем, что отсек (10) размещён спереди, сзади или сбоку примыкающего к нему шламосборника (8), при этом в отсек (10) помещена воронка (13) отводящего патрубка (5) или установленная перед его входным отверстием перегородка (19), высотные отметки краёв которых находятся ниже уровня передней стенки (14 или 17) шламосборника (8).

6. Устройство по пункту 5, отличающееся тем, что в дне (3) отсека (10) выполнено входное отверстие дополнительного патрубка (15), предназначенного для слива промывочной жидкости и смываемых ею загрязнений.

7. Устройство по пункту 5, отличающееся тем, что оно включает перегородку (6), перед которой находится зона выделения включений, имеющих высокую плотность.

8. Устройство по пункту 5, отличающееся тем, что в его головной части предусмотрен приямок, выполняющий функции сборника тяжёлых включений.

9. Устройство по пункту 5, отличающееся тем, что канал (1) имеет форму круглой или приплюснутой с боков трёхмерной спирали.

10. Устройство по пункту 5, отличающееся тем, что канал (1) имеет прямолинейные участки и хотя бы один изогнутый участок.

11. Устройство по пункту 5, отличающееся тем, что перед шламосборником (8) установлен шнек, а в шламосборнике (8) размещены электрические тепловыделяющие элементы или радиатор с пропускаемой через него горячей водой.

Description:
Название группы изобретений

СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ ДИСПЕРСНОЙ ЖИДКОСТИ

Область техники

Изобретения относятся к технике, используемой при гравитационном и (или) флотационном извлечении дисперсных включений из многокомпонентных жидких систем. Области применения: очистка стоков от жиров и масел, улавливание крахмала, дрожжевое производство, обогащение полезных ископаемых, разделение солей и минералов комплексных руд, а также химическая промышленность.

Предшествующий уровень техники

Известен гравитационный способ разделения компонентов стоков, при осуществлении которого используют промышленную жироловку [1] с непрерывной выгрузкой всплывающих жиров. Это устройство имеет вид заглублённого в землю вертикально установленного цилиндрического резервуара с коническим дном. По краю дна предусмотрены отверстия, сообщающие полость резервуара с находящимся под ним сборником осадка, который выполнен в виде воронки с центральной отводящей трубой. Лоток подачи стока подсоединён к принимающей трубе, расположенной по оси резервуара. Двумя не доходящими до дна концентрическими перегородками внутреннее пространство жироловки разделено на три кольцевые камеры. Лоток для выпуска очищенной воды присоединён к кольцевому жёлобу, окружающему верхнюю часть крайней проточной камеры. Кромка крайней камеры, расположенная ниже уровня окон кольцевого жёлоба, принимающего жиры, используется в качестве водослива. На перегородке, находящейся между внутренними камерами, установлен кольцевой жёлоб, выполненный с окнами для прохода всплывающих жиров. Жёлоб этот посредством патрубков сообщён с имеющим отводящий лоток сборником жиров, размещённым внутри трубы, принимающей сток. Следует обратить внимание на то, что жироловка имеет слишком сложную систему отвода всплывших жиров - её трудно очищать от загрязнений.

При работе жироловки в установившемся режиме рассматриваемый способ осуществляют следующим образом.

Сток подают по лотку в принимающую трубу, из которой он поступает к верхней части конического дна резервуара, а затем растекается по направлению к крайней камере. Кольцевыми перегородками, перекрывающими верхнюю часть потока, создают два круговых уступа стока. Над уступами стока находится толща неподвижной воды - ею заполнены верхние части обеих внутренних камер резервуара. Компоненты стока, различающиеся по плотностям, в гравитационном поле рассредоточивают по высоте потока. Тяжёлые частицы смещают вниз, а жиры выталкивают в воду внутренних камер, поднимают на её поверхность, самотёком перемещают в приёмный жёлоб, затем - в сборник, а из него - в хранилище. Очищенную воду из крайней кольцевой камеры через водослив переливают в кольцевой жёлоб, из которого её удаляют по отводящему лотку. Посредством водослива обеспечивают постоянство уровня воды в кольцевых камерах резервуара, что исключает затекание воды в систему выгрузки жиров. Тяжёлые частицы, осевшие на дно конического дна резервуара, перемещают к его окнам, затем - в сборник осадка, а осадок периодически выгружают по отводящей трубе.

Материалоёмкость рассматриваемого устройства слишком велика. Обусловлено это, во- первых, нерациональным использованием большей части объёма её резервуара. Сток не затекает в верхнее пространство двух внутренних кольцевых камер жироловки - заполняющая их неподвижная вода по сути является балластом. Во-вторых, в центральной части резервуара происходит резкое изменение направления течения стока. Здесь поток имеет турбулентный характер, а это исключает возможность разделения компонентов стока. Разумеется, в этом месте можно организовать ламинарный режим течения, но тогда пропускная способность жироловки будет ничтожной.

Известен гравитационный способ разделения компонентов промышленных стоков, осуществляемый при эксплуатации жироловок, выполненных в виде вертикальных (или горизонтальных) цилиндрических сосудов [2 - 5]. Вертикальная жироловка [2, 3] имеет перегородку с переливным окном, которая делит её полость на два отсека. Подводящий и отводящий патрубки, размещённые в соответствующих отсеках, выполнены с заглублёнными раструбами. Применяются также цилиндрические жироловки с двумя перегородками [4, 5] - первая перекрывает верхнюю, а вторая - нижнюю часть резервуара. Входное отверстие отводящего патрубка жироловки ОТБ [5] находится в закрытом сверху проточном отсеке, передняя стенка которого не доходит до дна резервуара. К перегородке, перекрывающей верхнюю часть резервуара, а также к его цилиндрической стенке прикреплён сборник жиров, имеющий V- образную форму с наклонёнными внутрь краями боковых стенок. Уровень верхней отметки входного отверстия отводящего патрубка находится ниже уровня высотных отметок краёв V- образных стенок. Вода в сборник жиров не затекает, однако толщина слоя жиров на поверхности стока в устройстве не постоянна: она меняется при изменении его расхода. Границами, в пределах которых может подниматься или опускаться поверхность стока, являются верхняя и нижняя отметки диаметра входного отверстия отводящего патрубка.

Используя цилиндрические жироловки, компоненты стока разделяют следующим образом.

Режим течения стока в непосредственной близости от выходного отверстия раструба впускного патрубка имеет турбулентный характер. Здесь струя стока расширяется, поток захватывает окружающую неподвижную воду, и его скорость уменьшается. Установившийся ламинарный поток в виде сравнительно узкой подводной струи подают к переливному окну в перегородке резервуара (или в канал между двумя перегородками). Гравитационное разделение компонентов стока осуществляют в ламинарной части потока. Тяжёлые частицы направляют в осадок, всплывающие жиры поднимают на поверхность неподвижной воды, а частично очищенный сток через переливное окно выпускают во второй отсек. Из подводной струи, поступившей во второй отсек, продолжают удалять жиры, а сток, содержащий их остатки, через отводящий патрубок сбрасывают в систему канализации. Жиры, всплывающие в обоих отсеках резервуаров жироловок, накапливают на поверхности воды, а в устройстве ОТБ [5] часть их с поверхности воды переливают в V-образный лоток сборника жиров. Жиры, а также осадок из первого отсека жироловок периодически удаляют насосами или ассенизационными машинами.

Вертикальные жироловки различной производительности вмещают от 0,5 до 3,0 кубометров воды. Объём очищаемого стока, в каждый данный момент находящегося в резервуарах этих устройств, составляет незначительную долю от объёма заполняющей их неподвижной воды. Большое количество балластной воды в значительной степени повышает материалоёмкость рассматриваемых устройств. Протяжённость ламинарного потока стока в резервуарах вертикальных жироловок меньше их диаметра, то есть составляет 0,5 - 1,5, а в резервуарах горизонтальных устройств - около 5,0 метров. Время пребывания протекающего через них стока отличается более чем в три раза, а степень удаления жиров одинакова (70...80 %). По-видимому, одной из причин низкой эффективности очистки стоков является то, что выделенные жиры слишком долго находятся на поверхности воды, и их нижний слой оказывается погруженным в воду. Вероятнее всего, часть всплывших включений коагулирует, впитывает воду с образованием частиц высокой плотности, которые тонут, загрязняя очищенный сток.

Известен гравитационный способ разделения компонентов дисперсных жидкостей, осуществляемый в устройствах, имеющих вид прямоточных каналов. Этим способом очищают от жиров нефтяные стоки, сточные воды автомоек и заправочных станций, пунктов общественного питания, предприятий, перерабатывающих пищевое сырьё. Русло каналов таких жироловок, имеющих форму параллелепипедов, перегородками разделено на два [6 - 8], три [9] или четыре [10] отсека. Перегородки могут быть прикреплены ко дну и стенкам каналов, в таком случае они являются границами отсеков, в которых собираются оседающие твёрдые включения. Соседние отсеки таких каналов сообщаются через сетчатую часть одной перегородки [1 1], через переливное окно в ней [12], или через вертикальный зазор между двумя перегородками [13]. В некоторых устройствах, имеющих одну перегородку, отводящие патрубки заканчиваются раструбами - их входные отверстия находятся внизу каналов. Вблизи этих раструбов поток имеет турбулентный характер, что сокращает протяжённость зоны эффективного действия гравитационных сил. Этого недостатка лишены устройства, у которых входные отверстия отводящих патрубков отгорожены закрытыми сверху проточными отсеками (например, [11], [14]). Очищенная вода поступает в отгораживающие отсеки через щели между их передними стенками и дном каналов. А из отгораживающих отсеков выходит она через входные отверстия отводящих патрубков, которые расположены в верхней части их задних стенок. Из большинства канальных устройств малой производительности всплывшие жиры удаляются вручную— их периодически вычерпывают ковшом. Конструкция жироуловителя СЖ 05-004 Ф «Оптима» [15] более совершенна. Это устройство оборудовано съёмным фильтрующим мешком - всплывающие жиры вместе со стоком перетекают в мешок, после заполнения его заменяют новым. Известны автоматические устройства [16 - 18], из которых жиры, всплывающие на поверхность стока, удаляются вращаемыми колёсами. Из видео [18], демонстрирующего работу такой системы, ясно, что вращаемое колесо закручивают слой всплывшего жира, а в углах канала возникают застойные зоны. Из промышленного канального жироочистителя, имеющего производительность 5 - 15 м 3 /час [19], жиры удаляют скребковым конвейерным механизмом. Эффективность работы прямоточных канальных жироловок зависит от протяжённости потока протекающего в них стока: в идеальном случае все жиры (разумеется, кроме эмульсированных) должны успеть всплыть. Выполнение этого условия возможно только при значительной длине каналов, что делает жироловки слишком громоздкими. Фирмы-изготовители находят компромиссное решение - они укорачивают устройства, но настолько, чтобы степень очистки стоков достигала как минимум 70 % [20]. Известна проточная ловушка жиров «Retroceptor» [21] представляющая собой прямоугольный резервуар с внутренними перегородками, разделяющими его полость на два русла. По сравнению с однозаходными жироловками, имеющими такую же производительность, время пребывания стока в этой ловушке увеличено вдвое. Патентом US76882509 защищены канальные жироловки с перегородками (в том числе спиральными), обеспечивающими по два зигзагообразных потока. Предложена вертикальная цилиндрическая жироловка с однозаходным спиральным каналом (патент US 4425239).

Известен способ разделения компонентов дисперсных жидкостей, осуществляемый в круглых и канальных напорных и пневматических флотаторах. Посредством флотаторов удаляют жиры из стоков, обогащают полезные ископаемые, разделяют комплексные руды и соли; их применяют в дрожжевом производстве, а также в химической промышленности. Во флотаторах используются силы Архимеда, выталкивающие на поверхность жидкости пузырьки воздуха вместе с прилипшими к ним извлекаемыми частицами. Напорные флотаторы оснащены сатураторами - в них вода насыщается воздухом, закачиваемым под высоким давлением. В сатурированной воде, поступившей во флотатор через эжектор (или по трубе коллектора), давление резко падает. Растворённый воздух выделяется в виде пузырьков, зарождающихся на поверхности частиц, взвешенных в объёме флотируемой жидкости. В пневматические флотаторы воздух подают через перфорированные устройства или через диспергаторы, создающие микропузырьки. Пузырьки воздуха и поднятые ими частицы образуют пену, устойчивость которой повышают химическими реагентами. Пену из круглых флотаторов удаляют сборниками, перемещаемыми по кругу, а из прямоугольных устройств, выполненных с разделительными перегородками, - потоком воздуха или скребковым механизмом. Скребковый механизм применён, например, в многокамерной флотационной установке [21], оборудованной водосливом, - через его гребень очищенную воду переливают в открытый сверху проточный отсек. В шламосборниках флотаторов пену осаждают вентиляторным воздухом, механическими или химическими гасителями. В круглых флотаторах, в зависимости от того, где расположен ввод стока, скорость потока в радиальных направлениях падает по линейному закону или, наоборот, возрастает. Очевидно, из-за неравномерной скорости течения стока эффективную работу круглых флотаторов обеспечить невозможно. В каналах прямоугольных флотаторов скорость потока постоянна, но такие устройства материалоёмки, громоздки, площадь наружной поверхности их стенок слишком велика. У флотаторов-жироловок есть ещё один недостаток: пузырьки воздуха на поверхность потока поднимают не только жиры, но и значительное количество частиц, имеющих высокую плотность. Вместе с пузырьками воздуха всплывают жировые включения всех размеров, тогда как для подъёма наиболее крупных из них достаточно действия гравитационных сил.

Раскрытие группы изобретений

Заявленные изобретения решают две технические задачи, связанные единым замыслом. Первая из них состоит в усовершенствовании известных гравитационного и флотационного способов разделения компонентов дисперсных жидкостей. Вторая задача заключается в устранении недостатков известных канальных устройств, применяемых при реализации указанных способов.

При осуществлении заявленного способа используют канальное устройство, содержащее шламосборник. Всплывающие в канале включения (или пену, содержащую включения) перемещают в шламосборник через край его стенки. Спереди, сзади или сбоку шламосборника находится примыкающий к нему проточный отсек, принимающий очищенную жидкость.

Новое заключается в применении водослива, расположенного в отсеке, в котором находится вход в отводящий патрубок. В качестве водослива используют край воронки, присоединённой к отводящему патрубку, или кромку перегородки, установленной перед входом в отводящий патрубок. Уровень гребня водослива, через который очищенную жидкость переливают в отводящий патрубок, находится ниже высотной отметки края стенки шламосборника.

Новым является также то, что используют канальное устройство, в передней части которого осуществляют гравитационное, а в задней части - флотационное разделение компонентов.

Кроме того, новое заключается в том, что содержимое шламосборника подогревают до 35...55 °С

обогревают водой, нагретой, а по другому варианту - электрическими тепловыделяющими элементами.

При этом всплывшие включения из канала устройства в шламосборник могут выгружать шнеком. Для осуществления заявленного способа предложено специальное устройство. Устройство включает канал со шламосборником, принимающим перетекающие через край его стенки всплывшие включения (или пену со всплывшими включениями). В хвостовой части канала устройства установлен проточный отсек, в пределах которого находится вход в патрубок, отводящий очищенную жидкость.

Новым является то, что отсек канала, в пределах которого находится вход в отводящий патрубок, размещён спереди, сзади или сбоку примыкающего к нему к шламосборника. В этом отсеке размещена воронка отводящего патрубка, а по другому варианту - установленная перед его входным отверстием перегородка. Высотные отметки краёв указанных воронки и перегородки находятся ниже кромки передней стенки шламосборника.

Новым является также то, что в дне отсека, в пределах которого находится вход в отводящий патрубок, предусмотрено входное отверстие дополнительного патрубка. Дополнительный патрубок предназначен для слива жидкости, используемой при промывке внутренних поверхностей стенок и дна канала.

Устройство включает перегородку, установленную в конце зоны выделения включений, имеющих высокую плотность.

В головной части устройства предусмотрен приямок, выполняющий функции сборника тяжёлых включений.

Канал устройства может иметь форму круглой или приплюснутой с боков трёхмерной спирали, возможен вариант канала с прямолинейными и хотя бы одним изогнутым участками.

Вдоль хвостового участка канала перед шламосборником может быть установлен шнек.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретений, заключается в повышении эффективности разделения компонентов дисперсной жидкости, в снижении материалоёмкости применяемых устройств, в уменьшении их габаритов и площади наружной поверхности, в обеспечении высокой производительности оборудования при минимуме занимаемой площади.

Краткое описание чертежей

Изобретения поясняются чертежами, где на фиг. 1 представлен внешний вид предложенного устройства с каналом, имеющим форму приплюснутой с боков трёхмерной спирали; на фиг. 2 - вид сверху на устройство, изображённое на фиг. 1; на фиг. 3, фиг. 4 - разрезы по А-А и В-В устройства, представленного на фиг. 1 , фиг. 2; на фиг. 5 - разрез второго варианта хвостовой части канала; на фиг. 6 - разрез третьего варианта хвостовой части канала; на фиг. 7 - разрез четвёртого варианта хвостовой части канала; на фиг. 8 - вид сверху на устройство, имеющее вид круглой трёхмерной спирали; на фиг. 9 - вид сверху на канал с двумя прямолинейными и скруглённым участками; на фиг. 10 - функциональная схема комбинированного устройства с прямо- или криволинейным водосливом; на фиг. 11 - функциональная схема комбинированного устройства с воронкообразным водосливом.

Наилучшие варианты осуществления изобретений

Устройство, используемое при осуществлении предложенного способа разделения компонентов дисперсных жидкостей, может иметь каналы 1 со стенками 2 различной формы. Так, стенка 2 канала 1 может быть выполнена в виде приплюснутой с боков (фиг. 2 - фиг. 7) или круглой (фиг. 8) трёхмерной спирали, русло канала 1 может иметь прямолинейные и криволинейные участки (фиг. 9). Участки спиральных каналов 1 от соседних участков отгорожены совместно используемой длинной стенкой 2 (фиг. 2, фиг. 8), а у устройства, представленного на фиг. 9, общая часть стенки 2 короткая. Изогнутая форма предложенных устройств позволяет уменьшить их габариты и материалоёмкость, снизить площадь наружной поверхности каналов и удлинить их. При гравитационном разделении компонентов дисперсной жидкости используется одно из устройств, изображённых на фиг. 2 - фиг. 9. Дно 3 канала 1 выполнено с уклоном в направлении хвостовой части, однако оно может быть расположено горизонтально (на чертежах устройство с горизонтальным дном не показано). На фиг. 1 - фиг. 8 представлены устройства, входные патрубки 4 которых, заканчивающиеся заглублёнными раструбами, установлены в центре, а отводящие очищенную жидкость патрубки 5 - на периферии. Однако их местоположение может быть противоположным. В канале 1 предусмотрена зона накопления выпадающего осадка - она находится между раструбом патрубка 4 и перегородкой 6 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 8, фиг. 9). Перед перегородкой 6 (фиг. 3) в дне 3 канала 1 выполнено отверстие, к которому присоединён патрубок 7, предназначенный для сброса осадка. В хвостовой части канала 1 размещён шламосборник 8 (фиг. 4, фиг. 6), имеющий патрубок 9, отводящий шлам, а к шламосборнику 8 примыкает расположенный перед ним (или сбоку от него) закрытый сверху проточный отсек 10 (боковое расположение шламосборника на чертежах не показано). На фиг. 5 показан вариант устройства, вход в отводящий патрубок 5 которого находится в проточном отсеке 10, отгораживающем его как от шламосборника 8, так и от верхней части канала 1. Передняя стенка 1 1 отсека 10 не доходит до дна 3 канала 1, щель 12 между ними сообщает нижнюю часть канала 1 с проточным отсеком 10, а через неё - с отводящим патрубком 5. Отводящий патрубок 5 выполнен с используемой в качестве водослива воронкой 13, уровень края которой находится ниже высотной отметки края передней стенки 14 шламосборника 8. Края воронки 13 и передней стенки 14 шламосборника 8 представляют собой низконапорные гравитационные пороги. Гравитационные пороги обеспечивают постоянство уровней поверхности жидкости, протекающей в канале 1, и поверхности всплывших включений. Перепад между высотными отметками этих порогов должен быть минимальным, в таком случае слой всплывших включений, перемещаемых с поверхности жидкости в шламосборник 8, будет иметь наименьшую толщину. Проточный отсек 10 выполнен с дополнительным отводящим патрубком 15, предназначенным для использования при санитарной обработке устройства. Передняя стенка 14 (фиг. 4, фиг. 6) шламосборника 8 (она же - задняя стенка проточного отсека 10) используется в качестве дна лотка, по которому всплывшие включения выгружаются из канала 1. Всплывшие частицы могут перемещаться в шламосборник 8 самотёком, кроме того, их можно выгружать потоком воздуха или вращаемыми колёсами. Возможно использование разгрузочного механизма, имеющего вид шнека, установленного вдоль хвостовой части канала 1. Устройство с каналом, имеющим форму круглой трёхмерной спирали (фиг. 6), может быть оборудовано скребковым механизмом, действующим периодически. Скребок такого механизма в хвостовую часть канала 1 движется по спиральной траектории, потом приподнимается и возвращается назад (механизмы, выгружающие всплывающие включения, на чертежах не показаны).

Возможен иной вариант выполнения устройства (фиг. 5) - в таком случае закрытый сверху проточный отсек 10, отгораживающий воронку 13 отводящего патрубка 5, размещён за шламосборником 8. Кроме того, проточный отсек 10 может находиться сбоку шламосборника 8 (боковое расположение отсека 10 на чертежах не показано). Передняя стенка 1 1 проточного отсека 10 (она же - задняя стенка шламосборника 8) отделяет шламосборник 8 от отсека 10. Между шламосборником 8 и дном 3 предусмотрен узкий проход 16, который сообщает нижнюю часть канала 1 с отсеком 10, а через него - с воронкой 13 отводящего патрубка 5. Высотная отметка края воронки 13 находится ниже края передней стенки 17 шламосборника 8 рассматриваемого варианта предложенного устройства. Перепад высот между их кромками минимален, что обеспечивает наименьшую (например, 0,5 миллиметра) толщину слоя включений, перетекающих из канала 1 в шламосборник 8.

Возможен ещё один вариант предложенного устройства, когда отсек 10 выполнен открытым сверху; в таком случае край его передней стенки 1 1 (фиг. 5, фиг. 6) должен находиться выше края передней стенки 17 шламосборника 8.

При выполнении устройства по другим вариантам (фиг. 4 - фиг.7, фиг. 1 1) входное отверстие отводящего патрубка 5 предусмотрено в дне 3 канала 1.

В передней стенке 1 1 отсека 10 (фиг. 6) предусмотрено переливное окно 18, а входное отверстие дополнительного отводящего патрубка 15 расположено перед отсеком 10. За передней стенкой 11 отсека 10 установлена прямо- или криволинейная перегородка 19, край которой используется в качестве водослива. Гребень водослива находится ниже уровня края передней стенки 14 шламосборника 8. Перепад высот между ними выбран из условия, обеспечивающего минимальную толщину слоя всплывающих в канале 1 включений, самотёком перетекающих в шламосборник 8.

По иному варианту выполнения устройства (фиг. 7) шламосборник 8 находится перед проточным отсеком 10, в котором установлена перегородка 19, кромка которой выполняет функции водослива.

Шламосборники 8 устройств, предназначенных для улавливания свиного, говяжьего и (или) бараньего жира, оборудованы системами подогрева их содержимого до 35...55 °С. Могут быть использованы радиаторы с протекающей в них горячей водой, а по другому варианту - электрические тепловыделяющие элементы.

На участке С канала 1 комбинированных устройств (фиг. 10, фиг. 1 1 ) используются силы гравитации, а остальная часть канала 1 представляет собой напорный флотатор с рециркуляцией. Вдоль средней части дна канала 1 проложена труба коллектора 20, присоединённая к сатуратору 21, сообщённому со смесителем 22, в который поступают оборотная жидкость и сжатый воздух. На участке С дна 3 канала 1 предусмотрен приямок 23 сборника осадка - он оборудован отводящей трубой 24 с погружным насосом (насос на чертежах не показан). Канал 1 накрыт крышкой 25 соответствующей формы, к которой присоединены патрубки 26, 27, предназначенные для подачи и сброса вентиляторного воздуха. В шламосборнике 8 может быть установлен механический гаситель флотационной пены (на чертежах не показан); кроме того, может быть использован химический гаситель. В устройствах, функциональные схемы которых представлены на фиг. 10, фиг. 11, расположение проточных отсеков 10 и шламосборников 8 соответствует представленному на фиг. 4, фиг. 6. Однако возможны иные варианты, когда шламосборники 8 находятся спереди отсеков 10 (фиг. 5, фиг. 7) или сбоку от них (такие варианты на чертежах не показаны).

Заявленный гравитационный способ разделения компонентов неоднородных жидких систем раскрыт на примере использования устройств, изображённых на фиг. 1 - фиг. 7, в качестве жироловок.

Содержащий жиры сток, очищенный от основной массы твёрдых примесей, в канал 1 подают по патрубку 4, вблизи от раструба которого устанавливается ламинарный режим течения. Компоненты стока, различающиеся по плотностям, под действием сил гравитации разделяют на всей длине русла канала 1. На участке, находящемся перед перегородкой 6, на дно 3 опускают частицы, имеющие высокую плотность, а осадок периодически удаляют по патрубку 7. Поток частично очищенного стока с этого участка, а также жиры, успевшие всплыть на его поверхность, направляют в среднюю часть канала 1 - их переливают через край перегородки 6. В средней части канала 1 оставшиеся в стоке жиры поднимают на его поверхность, а в шламосборник 8 их по его передней стенке 14, как по лотку, перемещают самотёком. Из шламосборника 8 жиры периодически или непрерывно удаляют по отводящему патрубку 9. При использовании устройства, хвостовая часть канала 1 которого изображена на фиг. 4, очищенную воду в отсек 10 пропускают сквозь находящуюся под его передней стенкой 1 1 щель 12. Поступающую в отсек 10 очищенную воду через водослив (то есть через гребень воронки 13) переливают в отводящий патрубок 5. Если используют устройство, хвостовая часть которого выполнена так, как показано на фиг. 5, всплывшие жиры в шламосборник 8 перемещают через край его передней стенки 17. Тугоплавкие жиры в шламосборнике 8 разогревают до 35...55 °С горячей водой, подаваемой в радиатор, или электрическими тепловыделяющими элементами. Очищенную воду из нижней части канала 1 в отсек 10 (фиг. 7) могут направлять по проходу 16 под шламосборником 8, а в отсеке 10 её переливают через водослив (то есть через гребень перегородки 19). Вода в шламосборник 8 не затекает при любом его расположении относительно проточного отсека 10. Из отсека 10 очищенную воду направляют во входное отверстие отводящего патрубка 5. Если хвостовая часть устройства выполнена, как это показано на фиг. 6, очищенную воду из нижней части канала 1 в отсек 10 направляют сквозь переливное окно 18 в его передней стенке 1 1. Воду, использованную при очистке канала 1, вместе со смытыми загрязнениями выпускают через дополнительный отводящий патрубок 15. Возможность коагуляции частиц жира и последующего их возвращения в очищенную воду сведена к минимуму. Достигается это за счёт того, что на поверхности стока слой всплывших жиров всегда имеет минимальную толщину, а в шламосборник 8 они удаляются непрерывным потоком.

Комбинированный способ разделения компонентов дисперсных жидкостей осуществляют в устройствах, функциональные схемы которых представлены на фиг. 10, фиг. 11. На участках С каналов 1 этих устройств жидкую систему на составляющие компоненты разделяют под действием гравитационных сил. Здесь тяжёлые частицы опускают в приямок 23 сборника осадка (их удаляют по трубе 24), а наиболее крупные включения низкой плотности поднимают на поверхность потока жидкости. Всплывающие включения и частично очищенную жидкость во флотационную зону перемещают через край перегородки 6. Во флотационной части канала 1 работают пузырьки воздуха, выделяющиеся из сатурированной воды, поступающей из сатуратора 21 по трубе коллектора 20. Образующуюся на поверхности жидкости пену, содержащую всплывшие включения, перегоняют в шламосборник 8 вентиляторным воздухом, поступающим по патрубку 26. В узком пространстве между верхом отсека 10 и крышкой 25 канала 1 часть пены гасят вентиляторным воздухом, а её остаток в шламосборнике 8 подавляют химическим или механическим гасителем. Очищенную жидкость пропускают в отсек 10 сквозь щель (фиг. 10) под его передней стенкой 11 (или через окно в ней - фиг. 11), а основную её часть из отсека 10 направляют на очистные сооружения. Необходимое количество оборотной жидкости закачивают в смеситель 22.

Промышленная применимость

Природа нерасточительна: многие окружающие нас организмы (или их части) закручены по спиралям. Это золотое правило, и оно применяется в машиностроении. Спиральную форму, имеют, например, зубья шестерён, лезвия ножей куттеров, патрубки, подводящие рабочие тела к лопастям турбин. Спиральные каналы заявленной техники разделения компонентов дисперсных жидкостей, а также предложенная система выгрузки включений разрешают ряд издавна существующих технических проблем. Так, снижаются затраты на изготовление оборудования, уменьшается его продажная цена, оно быстрее окупается. Резко повышается эффективность гравитационных и флотационных устройств. В частности, степень очистки стоков от жиров и твёрдых примесей в гравитационном поле может быть увеличена до теоретически достижимой величины. Уменьшается нагрузка на последующие ступени очистных сооружений. Заявленное оборудование предельно компактно, однако имеет высокую пропускную способность. Производственные площади используются гораздо рациональнее. До минимума сокращается площадь наружной поверхности стенок каналов. Как следствие уменьшатся затраты на теплоизоляцию. Снижаются эксплуатационные расходы. Повышается рентабельность предприятий, использующих заявленные способы. Решается ряд локальных, региональных и международных экологических проблем. Заявленные изобретения ожидает быстрый коммерческий успех. Предложенные устройства могут быть унифицированы и стандартизированы.

Перечень цитируемых источников информации

1. Авторское свидетельство US 24502, приоритет от 14.09.1928, опубликовано 31.12.1931.

2. Http://www .jirolovka.ru/verta.php.

3. Http://stroj-nn.narod.ru/ekozir.html.

4. Http://aquaprom24.ru/catalog/promyshlennye-ochistnye/zhiroul ovitel/.

5. Http://www.vodtech.ru/catalog/zhirouloviteIi/

6. Http://septick.ru/zhirolovka/zhiroulovitel-pod-mojku.

7. Http ://iseptic .ru/statl/princzip-raboty i-zhirolovki .html .

8. Https://dinox.com.ua/catalog/product/zhirouloviteli-pod-moik u.

9. Http://bio.alta-region.com/magazin/product/termit-05-25.

10. Http//uk-ka.ru/catalog/oborudovanie-dlya-ochistki-zhirosoder zhaschih- stochnyh- vod/ podmoyku .htm 1.

11. Http://canalizacia-vsem.com/kak-vybrat-zhiroulovitel.html.

12. Http://www.titan62.com/ochistnie_soorujeniya/production/jiro uloviteli-pyatyy-element.

13. Http://www.allseptiks.ru/articles/raschet-zhuroulovitelya.

14. Http://www.pomo.ru/art/zhirouloviteli-barier-dlya-grjaznyh-s tokov/.

15. Http://xn— b 1 agbibqdtbr 1 ah8j .com .ua/zhiroulovitel-by itovoj-pod-mojku-separator-zhira-szh-05 - 004-f-quotoptimaquot-s-filtrom/p2.

16. Http://www.hydrig.ru/index.php/zhiroulovitel-agt.

17. Http://www.grease-guardian.ru/images/docs/FM+manual+on+Russi an+eco-potential.pdf.

18. Http://www.youtube.com/watch?v=FZ5BhDGsMIs.

19. Https://prom-water.ru/catalog/ochistka_stochnyh_vod/zhiroulo viteli/.

20. Https://www.wewees.ru/article/l 87/14/.

21. Https: http://www.greenturtletech.com/mtroduction-to-retroceptor.ph p/.

22. Https.7/me-system.ru/tehnologii/flotatsiya//. Перечень ссылочных обозначений и наименований элементов, к которым они относятся

1. Канал

2. Стенка

3. Дно

4. Входящий патрубок

5. Патрубок, отводящий очищенную воду

6. Перегородка, удерживающая осадок

7. Патрубок сброса осадка

8. Шламосборник

9. Патрубок, отводящий шлам

10. Отсек, принимающий очищенную жидкость

1 1. Передняя стенка отсека 10

12. Щель под передней стенкой отсека 10

13. Воронка отводящего патрубка, выполняющая функции водослива

14. Передняя стенка одного из вариантов шламосборника 8

15. Дополнительный отводящий патрубок

16. Проход под дном шламосборника 8

17. Передняя стенка другого варианта шламосборника 8

18. Переливное окно в передней стенке 1 1 отсека 10

19. Перегородка, выполняющая функции водослива

20. Труба коллектора водно-воздушной смеси

21. Сатуратор

22. Смеситель

23. Приямок сборника осадка

24. Труба с погружным насосом

25. Крышка

26. Подвод вентиляторного воздуха

27. Отвод вентиляторного воздуха