[发明专利]一种旋流重力沉降分离方法及装置

说明书

技术领域

本发明专利是一种连续固液分离的方法及装置，广泛应用于水处理、化工、食品、环保等工业。

背景技术

重力沉降是在重力场的作用下，利用分散相和连续相间的密度差，使之发生相对运动而实现分离操作。重力连续沉降器是在连续进料的情况下使悬浮液中固相颗粒连续下沉而澄清液连续上升的操作，当固体颗粒很细小时，通常采用化学絮凝剂来使颗粒团聚以提高颗粒的沉降速度。人们也试图在重力沉降过程中引入水力学的作用，以提高颗粒的絮凝及强化沉降速度。《污水处理沉降器》(ZL 2240540.8)，采用波纹板结构，并使进水管轴线与斜波纹板面垂直，污水冲撞到波纹板上展开，形成旋流后通过波纹板上的射孔产生溢流，经过该装置后矾花增大，改善沉降过程。《污水处理混凝沉降器》(ZL 248406.4)、《一种油水分离装置》(ZL2276094.6)等采用直纹波纹板结构，起到增加聚结面积、改善絮凝的作用。《一种固液分离沉降器》(ZL 200420065487.3)使用了一种斜波纹板结构，利用向下倾斜的波纹槽使流动产生向下的惯性分力，对颗粒产生强制沉降的作用。《二次流沉降方法及装置》(ZL 01114484x)公开了一种产生的二次流强化沉降的方法；《螺旋水流型高效污水处理沉降器》(ZL200620019215.9)通过造成水流旋转状态，比一般的自重力沉降多了一个离心力沉降，以期进一步提高固液分离沉降效率和速度。

发明内容

本发明专利的目的是克服现有技术中的不足，提供一种通过旋流板来强化固液连续分离沉降的的方法及相关装置。

本发明专利的目的是通过这样的方式实现。参照附图3、图4，连续沉降器由外筒(2)及外筒内设置的中心进料筒(6)、滑泥锥(7)、外筒上部的集液槽(3)、安装在集液槽上的出液管(5)、安装在滑泥锥底部的底流管(8)和阀门(9)、与中心进料筒连接的进料管(1)和安装在中心进料筒上的旋流板(4)构成。其特征在于，中心进料筒(6)为上部出料，并在出料口处的圆周外，以相同的间隔垂直安装数块弯曲方向一致的旋流板(4)，使固液混和悬浮液通过旋流板。旋流板的曲面垂直投影线为圆弧形或渐开线形，其安装方法使流体流经旋流板(4)时，在旋流板间形成旋流，在内筒(6)和外筒(2)之间形成旋转流动。

本发明专利的工作原理是，参照附图1、图2，固液混和悬浮液通过中心进料口进入沉降器时，在旋流板(4)之间形成旋流，由于离心力的作用，产生固液分离，固相团聚于旋流板凹面边界；如附图1所示，流体的旋流在旋流板凹面边界附近形成方向向下的、与主体流动方向不一致的二次流，强化固相沉降速度；同时，如附图2所示，在内筒(6)和外筒(2)之间形成的旋转流动，在内筒壁和外筒壁之间的垂直方向形成二次流，使固体颗粒在二次流的作用下，趋向并加速汇集于滑泥锥(7)中心底部。

附图说明

图1是本发明专利流体在旋流板凹面边界形成的二次流原理图。

图2是本发明专利沉降器内的旋转流动在内筒壁和外筒壁之间的垂直截面形成二次流的原理图。

图3是本发明专利实施例1沉降装置的结构示意图。

图4是本发明专利实施例1沉降装置的结构示意图3的俯视图。

图5是本发明专利实施例2沉降装置的结构示意图。

图6是本发明专利实施例2沉降装置的结构示意图5的俯视图。

图7是本发明专利实施例2旋流板上安装有导流肋(11)的结构示意图。

图8是本发明专利实施例2旋流板上安装有导流肋(11)的结构示意图7的俯视图。

具体实施方式

实施例1根据图3、图4所示，连续沉降器由外筒(2)、结构为上部开口圆柱桶的中心进料筒(6)、滑泥锥(7)、外筒上部的集液槽(3)、安装在集液槽上的出液管(5)、安装在滑泥锥底部的底流管(8)和阀门(9)、与中心进料筒连接的进料管(1)和安装在中心进料筒出口处的旋流板(4)构成。进料管(1)在中心进料筒底部以切线方式连接。旋流板为圆弧形，其垂直投影圆弧的切线与中心进料筒的投影圆成90°。

实施例2根据图5、图6所示，连续沉降器由外筒(2)、结构为上部开口圆柱桶的中心进料筒(6)、滑泥锥(7)、外筒上部的集液槽(3)、安装在集液槽上的出液管(5)、安装在滑泥锥底部的底流管(8)和阀门(9)、与中心进料筒连接的进料管(1)和安装在中心进料筒出口处的旋流板(4)、和安装于中心进料筒中的搅拌装置(10)组成。旋流板为渐开线形，其垂直投影渐开线与中心进料筒的投影圆成90°。如图7、图8所示，在旋流板上安装有导流肋(11)，以强化旋流板凹面边界形成的向下的二次流。