Устройство для очистки жидкости или газа от примесей

Полезная модель относится к устройствам для очистки жидкостей или газов от примесей. Устройство содержит корпус-волновод, боковые стенки которого выполнены с возможностью исключения отражения колебаний внутрь корпуса, по меньшей мере, один управляемый источник механических колебаний, датчики контроля формирования стоячей волны, по меньшей мере, одно впускное устройство подвода очищаемой жидкости или газа размещено на корпусе устройства в зоне узла давления генерируемой стоячей волны, по меньшей мере, одно выпускное устройство отвода очищенной жидкости или газа расположено в зоне пучности максимального давления (Р_mах) стоячей волны, по меньшей мере, одно выпускное устройство отвода загрязняющих примесей расположено в зоне пучности минимального давления (Р _min) стоячей волны. Устройство позволяет проводить точную настройку узлов и пучностей стоячей волны по длине волновода; интенсифицировать процесс очистки за счет изменения параметров (в т.ч. увеличения амплитуды колебаний) управляемых когерентных источников.

1 илл., 3 з.п. ф-лы

Полезная модель относится к устройствам для очистки жидкостей или газов от примесей и может быть использована в различных областях деятельности.

Известен аппарат для осветления суспензий, включающий прямоугольный корпус, элемент для подвода суспензии, приемники осветленной жидкой фазы, источник ультразвука - вибpaтop, установленный на боковой стенке корпуса, на расстоянии ½ длины волны ультразвука от противоположной стенки, приемники сгущенных продуктов, выполненные в виде щелевых отсекателей, установленные в нижней части корпуса под зонами пучностей давлений ультразвуковой стоячей волны (RU 1426950 C02F 1/34, 1988).

Недостатком данного устройства является низкая эффективность осветления воды из-за отсутствия возможности точной установки и регулирования в процессе эксплуатации требуемого расстояния между излучателем и экраном.

Известен также ультразвуковой фильтр для очистки воды, содержащий источник ультразвука, с расположенным на торце прямоугольным корпусом фильтра, приемники сгущенных продуктов и жидкой фазы, выполненные в виде щелевых отсекателей в нижней части корпуса под зонами пучности давлений и скоростей ультразвуковой стоячей волны, отличающийся тем, что он снабжен регулируемым металлическим экраном, расположенным на противоположной стенке корпуса от источника ультразвука с возможностью установления между плоскостями излучателя и экрана расстояния, кратного половине длины волны ультразвука, а пластины отсекателей дополнительно снабжены регуляторами изменения ширины щелей отсекателей (RU 2037327 С1, B01D 51/08, 1995.06.19) - прототип.

Недостатком данного устройства является строго фиксированные размеры устройства, зависимые от длины генерируемой стоячей волны.

Задачей заявляемой полезной модели является создание универсального устройства, эффективность работы которого не будет жестко зависеть от его габаритных параметров и, в частности, от длины корпуса устройства, а также расширение технологических возможностей устройства, а именно - проведение эффективной очистки различных по своим физико-химическим свойствам жидкостей или газов.

Поставленная задача решается тем, что в устройстве для очистки жидкости или газа от примесей, содержащем корпус устройства, с подводом очищаемой жидкости или газа, приемниками очищенной жидкости и загрязняющих примесей, согласно заявляемой полезной модели, устройство содержит, по меньшей мере, один управляемый источник механических колебаний, датчики контроля формирования стоячей волны, при этом боковые стенки корпуса-волновода выполнены с возможностью исключения отражения колебаний в пространство корпуса-волновода, по меньшей мере одно впускное устройство подвода очищаемой жидкости или газа размещено на корпусе устройства в зоне узла давления генерируемой стоячей волны, по меньшей мере одно выпускное устройство отвода очищенной жидкости или газа расположено в зоне пучности максимального давления (Р_mах ) стоячей волны, по меньшей мере одно выпускное устройство отвода загрязняющих примесей расположено в зоне пучности минимального давления (P_min) стоячей волны.

Устройство может содержать два и более управляемых источников когерентных механических колебаний, выполненных с возможностью исключения отражения механических колебаний друг от друга.

Корпус-волновод устройства для очистки жидкости или газа от примесей может быть выполнен кольцеобразной формы.

Устройство для очистки жидкости или газа от примесей может быть выполнено с присоединением к нему, по меньшей мере, еще одного аналогичного устройства для очистки жидкости или газа от примесей, при этом выпускное устройство отвода очищенной жидкости или газа первого устройства соединено с впускным устройством подвода очищаемой жидкости следующего устройства.

В основе работы устройства заложено свойство механических стоячих волн в волноводах, а именно - фиксированное распределение амплитуды давления по длине волновода в соответствии с пучностями и узлами стоячей волны.

Устройство иллюстрируется чертежом, на котором схематично представлена проекция колебаний стоячей волны на корпус устройства.

Устройство для очистки жидкости или газа от примесей содержит корпус-волновод 1, источники когерентных механических колебаний 2, датчики контроля формирования стоячей волны 3, впускное устройство подвода очищаемой жидкости или газа 4, выпускное устройство отвода очищенной жидкости или газа 5, одно выпускное устройство отвода загрязняющих примесей 6.

Устройство для очистки жидкости или газа от примесей работает следующим образом (на примере загрязненной жидкости).

Загрязненная жидкость поступает через впускное устройство подвода очищаемой жидкости 4 в корпус-волновод 1, где подвергаются воздействию перепадов давления механической стоячей волны, датчики контроля формирования стоячей волны контролируют возникновение стоячей волны при одном, или более, чем одном, управляемом источнике механических колебаний. При возникновении стоячей волны происходит вытеснение примесей из зоны повышенного давления в зону пониженного давления, то есть разделение исходной (загрязненной) жидкости на «чистую» и «грязную» фракции. Через выпускное устройство отвода очищенной жидкости 5 расположенного в зоне пучности максимального давления, очищенная жидкость подается в приемник очищенной жидкости, а через выпускное устройство отвода загрязняющих примесей 6, расположенное в зоне пучности минимального давления жидкость с загрязняющими примеси в приемник загрязняющих примесей.

Выполнение устройства для очистки жидкости или газа от примесей с более чем одним впускным устройством подвода очищаемой жидкости или газа, более чем одним выпускным устройством отвода очищенной жидкости или газа и более чем одним выпускным устройством отвода загрязняющих примесей, размещенными по длине корпуса устройства в соответствии с узлами и пучностями стоячей волны по длине волновода позволяет повысить производительность очистки жидкости или газа. Кроме этого, интенсивность и степень очистки может быть увеличена за счет увеличения амплитуды и (или) изменения формы колебаний регулируемых источников когерентных колебаний.

При последовательном соединении нескольких устройств для очистки жидкости или газа от примесей с подачей очищенной фракции жидкости или газа из первого устройства на впускное устройство подвода очищаемой жидкости или газа второго устройства, а из второго в третье и далее, с возможным использованием в каждом из последующих присоединяемых устройств когерентных механических колебаний для формирования стоячих волн различной амплитуды, формы и частоты, позволяет проводить более глубокую очистку загрязненных жидких или газообразных сред, с выделением «чистой» и «грязной» фракций.

Заявленное устройство для очистки жидкости и газа от примесей по сравнению с известными устройствами имеет следующие преимущества:

- позволяет проводить точную настройку узлов и пучностей стоячей волны по длине волновода, а также изменять параметры колебаний в процессе очистки для ее оптимизации за счет применения управляемых источников когерентных механических колебаний в сочетании с датчики контроля формирования стоячей волны в корпусе-волноводе;

- интенсифицировать процесс очистки за счет изменения параметров (в т.ч. увеличения амплитуды колебаний) управляемых когерентных источников;

- повысить степень очистки путем каскадного (последовательного) соединения очистительных устройств, а также за счет применения в различных каскадах очистительного устройства различных параметров колебаний управляемых когерентных источников, генерирующих стоячие волны;

Формула полезной модели

1. Устройство для очистки жидкости или газа от примесей, содержащее корпус-волновод с подводом очищаемой и отводами очищенной и загрязненной фракций жидкости или газа, приемники очищенной жидкости или газа и загрязняющих примесей, источники колебаний, отличающееся тем, что содержит, по меньшей мере, один управляемый источник механических колебаний, датчики контроля формирования стоячей волны, при этом боковые стенки корпуса-волновода выполнены с возможностью исключения отражения колебаний в пространство корпуса-волновода, по меньшей мере, одно впускное устройство подвода очищаемой жидкости или газа размещено на корпусе устройства в зоне узла давления генерируемой стоячей волны, по меньшей мере, одно выпускное устройство отвода очищенной жидкости или газа расположено в зоне пучности максимального давления (Р_mах) стоячей волны, по меньшей мере, одно выпускное устройство отвода загрязняющих примесей расположено в зоне пучности минимального давления (P_min) стоячей волны.

2. Устройство для очистки жидкости или газа от примесей по п.1, отличающееся тем, что содержит два и более управляемых источников когерентных механических колебаний, выполненных с возможностью исключения отражения механических колебаний друг от друга.

3. Устройство для очистки жидкости или газа от примесей по п.1, отличающееся тем, что корпус-волновод устройства для очистки жидкости или газа от примесей выполнен кольцеобразной формы.

4. Устройство для очистки жидкости или газа от примесей по п.1, отличающееся тем, что выполнено с присоединением к нему, по меньшей мере, еще одного аналогичного устройства для очистки жидкости или газа от примесей, при этом выпускное устройство отвода очищенной жидкости или газа первого устройства соединено с впускным устройством подвода очищаемой жидкости присоединяемого устройства