Устройство для разделения жидкостей различной плотности

 

Использование: для раздельной откачки разноплотных смесей после предварительного отстаивания в непрерывном режиме. Сущность изобретения: устройство содержит отстойную камеру, переливную стенку, нефтяную камеру, нефтяной и водяной переливной насосы. Приемный торец водяного насоса установлен на дне отстойной камеры. Напротив приемного торца находится пустотелая заслонка. Плоский поплавок, установленный на уровне раздела фаз, шарнирно закреплен на заслонке и реагирует на снижение уровня несущей среды посадкой заслонки на приемный торец водяного насоса. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для раздельной откачки разноплотных смесей после предварительного отстаивания в непрерывном режиме и может быть использовано, в частности, для подтягивания водонефтяной смеси и раздельной их откачки.

Известно устройство, включающее емкость со сливным отверстием для тяжелой жидкости, над которым расположен запорный клапан, связанный с пустотелым поплавком [1] Недостатком данного устройства является то, что на закрытый клапан действует сила тяжести воды, равная высоте столба жидкости над поплавком и умноженная на его площадь. Данная сила прижимает клапан к сливному отверстию, и оторвать его потребуется большая сила, поэтому данная система не сможет регулировать спуск тяжелой жидкости, тем более, если поплавок отрегулирован на разделении фаз двух жидкостей, также не сможет оторваться от сливного отверстия, если к сливному отверстию подключить всасывающий насос.

Предложенное устройство позволяет плавно регулировать открытие клапана (в дальнейшем заслонки) в зависимости от изменения уровня раздела фаз. Положительный результат достигается от того, что на заслонку не действует сила тяжести воды.

Предложенное устройство отличается наличием полой заслонки, подвижной по вертикали соответственно движению поплавка по уровню раздела фаз, которая имеет заостренный нижний конец, повторяющий форму приемного торца патрубка водяного насоса, установленной с возможностью посадки на этот патрубок при снижении уровня раздела фаз и соединенной верхним торцом с атмосферой.

Задача заслонки регулировать поступление несущей среды в водяной насос в зависимости от изменения уровня раздела фаз, тем самым поддерживать уровень на определенной высоте для качественного разделения разноплотных смесей в ламинарном режиме.

Предложенная полая заслонка своей конструкцией выполняет эту задачу, является неизвестной и ее применение для регулирования работы насоса не следует из уровня техники.

На фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 то же, вид слева.

Устройство включает отстойную камеру 1, нефтяную камеру 2. Двигатель 3 через коробку передач 4 вращает нефтяной 5 и водяной насосы 6. Всасывающий торец 7 водяного насоса перпендикулярно подсоединен ко дну отстойной камеры 1. Напротив всасывающего торца водяного насоса 7 находится тонкая пустотелая заслонка 8 с заостренным нижним концом, причем заслонка повторяет форму приемного торца 7 патрубка водяного насоса 6 по горизонтальной плоскости.

Упоры 9 установлены так, что позволяют перемещаться заслонке только в вертикальном направлении. Верхний торец поплавка 10 плоский, снабжен грузиками 11 и соединен с заслонкой при помощи сферы 12 колесами 13 и, упираясь о переливную стенку 14, исключают вращение поплавка 10 с заслонкой вокруг вертикальной оси. Кожух 15 предохраняет заслонку от воздействия потока, который может увеличить трение заслонки о направляющие, и служит верхним ограничителем для вертикального перемещения заслонки 8 и поплавка 10. Перевернутая воронка 16 установлена над приемным торцом 7 водяного насоса 6 и исключает образование водяной воронки над ним, тем самым исключает попадание плавающей среды в насос 6.

Устройство работает следующим образом.

При включении в работу устройства смесь, состоящая из плавающего и несущего компонентов, поступает в отстойную камеру 1, где расслаивается на две фазы. Верхний плавающий компонент переливается через переливную стенку 14 в нефтяную камеру 2 и откачивается насосом 5 в нефтесборную емкость или непосредственно в трубопровод, а более тяжелый несущий компонент со дна отстойной камеры переливается в приемный патрубок 7 насоса 6 и откачивается обратно в водоем. Система заслонка поплавок грузы отрегулирована так, что поплавок находится в разделе фаз смеси. В то же время при регулировке системы только в несущей среде, объем надводной части поплавка 10 должен обеспечивать преодоление сил трения заслонки при изменении уровня раздела фаз сред.

При уменьшении слоя несущего компонента система заслонка поплавок - грузы опускается вниз, уменьшается перелив его в заборный патрубок насоса 6 и окончательно перекрывает доступ несущего компонента в патрубок 7, когда уровень плавающего компонента приближается до опасной черты (возможность попадания плавающего компонента в заборный патрубок насоса 6), а при увеличении слоя несущего компонента система поплавок заслонка грузы поднимается вверх, открывая доступ несущего компонента в приемный патрубок насоса 6.

Так как каждый из насосов в отдельности способен откачать полный объем поступающей в отстойную емкость смесь, то уровень раздела фаз сред всегда ниже верхнего торца стенки 14, а заслонка 8 открыта не полностью.

Так как заслонка 8 легкая, то система заслонка поплавок грузы обладает малой инертностью и быстро реагирует на изменение уровня раздела фаз сред, а пустотелость и тонкостенность его исключают притягивание системы заслонка поплавок грузы насосом.

Так как суммарный забор смеси примерно одинаков, то применение одного двигателя для вращения обоих насосов экономит электроэнергию, дефицитный двигатель, а также уменьшается вес устройства.

Устройство просто в изготовлении и надежно в работе. Оно может быть использовано в нефтесборщиках, очистных сооружениях и т.д.

Формула изобретения

1. Устройство для разделения жидкостей различной плотности, содержащее отстойную камеру со сливным отверстием для тяжелой жидкости, над которым расположен запорный клапан, связанный с поплавком и установленный с возможностью вертикального перемещения и перекрытия сливного отверстия, отличающееся тем, что запорный клапан выполнен пустотелым и верхний конец его соединен с атмосферой, при этом внутренний диаметр запорного клапана больше сливного отверстия отстойной камеры.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено отсеком для сбора легкой фракции и насосами для откачки тяжелой и легкой фракций, при этом всасывающий патрубок насоса для откачки тяжелой фракции соединен со сливным отверстием.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно снабжено диффузором, установленным над сливным отверстием, и кожухом, расположенным снаружи запорного клапана над поплавком.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что насосы для откачки тяжелой и легкой фракций подсоединены к одному приводу.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2