Центрифуга для разделения суспензии в тонкой пленке

 

ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЗЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ В ТОНКОЙ ПЛЕНКЕ, включающая кожух с кольцеобразными перегородками внутри для отвода раэде,леннь1х фракций, установленный В кожухе ротор , выполненный в виде тела вращения , имеющего форму усеченного конуса с кратерообразньвл углублением для подвода исходной суспензии, питающую ; трубу и привод, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества разделения твердой фазы на фракции, центрифуга снабжена рядом дополнительных роторов аналогичной формы, расположенных один под другим , при этом нижнее основание каждого вьпиележащего ротора имеет кольцевой выступ, а верхнее основание нижележащего ротора - овальный буртик и кольцевую проточку для размещения кольцевого выступа вышележащего ротора, причем привод содержит многоступенчатый шариковый редуктор, а основной и дополнительные роторы выполнены как одно целое с ведущим и ведомь1ми дисками многоступенчатого шарикового редуктора для вращения роторов с различной скоростью. 2

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5П В 04 .В 5 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

В ;::.; -.,-,-,, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 3

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3579519/28-13 (22) 03. 03. 83. (46) 15.12.84. Вюл.9 46 (72) И,С.Зарх, О.В.Корнеев и

Э.A.Ïàëüöåâà (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт мономеров (53) 66.067.57(088.8) (56) 1,Авторское свидетельство СССР

Р 480451, кл. В 04 В 5/12.

2.Авторское свидетельство. СССР

9 895517, кл. В 04 В 5/ 12.

З.Авторское свидетельство СССР

В 884745, кл. В 04 В 5/12..

4.Патент СССР 9 192101, кл. В 04 В 3/02 (прототип).. (54)(57) ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ.

СУСПЕНЗИИ В ТОНКОЙ ПЛЕНКЕ, включающая кожух с кольцеобразньвяи перегородками внутри для отвода разделенных фракций, установленный в кожухе ро„„SU„„1128988 А тор, выполненный в виде тела вращения, имеющего форму усеченного конуса с кратерообразным углублением для подвода исходной суспензии, питающую трубу и привод, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения качества разделения твердой фазы на фракции, центрифуга снабжена рядом дополнительных роторов аналогичной формы, расположенных один под другим, при этом нижнее основание каждого вышележащего ротора имеет кольцевой.выступ, а верхнее основание нижележащего ротора — овальный буртик и кольцевую проточку для размещения кольцевого выступа вышележащего ротора, причем. привод содержит Е многоступенчатый шариковый редуктор, а основной и дополнительные роторы выполнены как одно целое с ведущим и ведомыми дисками многоступенчатого шарикового редуктора для вращения роторов с различной скоростью.

1128988

Изобретение о носится к центрифугам для разделения суспензий в тонкой пленке, позволяющим ;одновременно производить классификацию твердых частиц по фракциям, и может быть использовано в ряде отраслей химической, металлургической, пищевой промьааленности.

Известно устройство для разделения суспензий, которое одновременно классифицирует твердую фазу по 10 фракциям, снабженное двумя роторами— основным и дополнительным, выполненными в форме усеченных конусов;Дополнительный ротор, снабженный отдельным приводом, имеет кратеро- 15 образованное углубление, в котором установлен обтекатель основного ротора, с образованием кольцевой щели. Предварительное разделение сус пензии в кольцевой щели и расслоение 2О суспензии на два потока по внутренней. и наружной ее поверхности позволяет выделить твердые частицы из тонкой пленки, образующейся на конической поверхности обоих роторов(1). 25

Недостатком этого устройства является то, что оно не обеспечивает однородного разделения частиц твердой фазы по фракциям. Кроме того, наличие двух приводов усложняет конструкцию, увеличивает ее энергоемкость и стоимость, Известна центрифуга для отделения от суспенэии инородных включений в тонкослойном потоке, содержащая кожух с кольцеобразными перегородками для отвода фракций инородйых включений,.ротор, выполненный в виде тела вращения с кратерообразным углублением, расположенным центрально, и патрубок для подачи суспензии 2 ). 40

Отделение инородных включений любой формы происходит во внутренней полости ротора, у которого кратерообраэное углубление размещено на нижней поверхности тела вращения,при 45 этом последняя имеет ряд порогов с подъемом в направлении движения жидкости.

Недостатком этой центрифуги является то, что суспензию в нее необхо- 5О димо вводить всегда под напором снизу вверх через патрубок подачи в кратерообраэное углубление нижней поверхности тела .вращения. Малейшее колебание этого напора нарушает образование тонкослойного потока и, следовательно, не обеспечивает фракционное и полное отделение инородных частиц.

Известен также центробежный классификатор, включающий подвижный кор- @ пус со сборниками жидкой и твердой фракций,.установленные концентрично на отдельных приводных валах два ротора с перфорированными обечайками. Рабочей сторонсй является .также,65 внутрення полость конических роторов, причем определяющим при классификации твердых частиц является размер ячеек перфорации конических обечаек роторов p3g.

Недостатком этого классификатора является наличие двух, приводов, что усложняет конструкцию, увеличивает энергоемкость и стоимость устройства в целом, Наиболее близкой.. к предлагаемой является центрифуга для разделения суспенэии в тонкой пленке, включающая кожух с кольцеообразными перегородками внутри для отвода разделенных фракций, установленный в кожухе ротор, выполненный в виде тела вращения. имеющего форму усеченного конуса с кратерообразным углублением для подвода исходной суспензии, питающую трубу и привод (4 3.

Суспензия подается через трубу, поднимается по боковым стенкам кратера и течет вниз по боковой поверхности ротора, Вследствие адгезии жидкость образует на этой поверхности пленку, из которой частицы твердого вещества отбрасываются центробежной силой. Жидкость стекает к нижнему концу боковой поверхности ротора к его коническому поясу и тоже отбрасывается центробежной силой.

Так как при отбрасывании частиц твердого вещества сначала отделяются частицы с большей массой, то одновременно происходит сортировка частиц по крупности. Частицы твердого вещества различных классов могут улавливаться на кольцеообразных перегородках на стенках кожуха.

Недостатком известного устройства является то, что суспензия, стекая по боковой поверхности сплошного конусообразного ротора к нижнему поя-. су, попадает в зону с относительно небольшими возрастаниями линейных скоростей, так как это происходит только лишв за счет разности диаметров верхнего и нижнего основания ротора. Это определяет невысокую разделяющую способность устройства.

Кроме того, для обеспечения необходимой разделяющей способности при оптимальных геометрических параметрах ротора требуются большие энергозатраты, так как увеличение разности диаметров верхнего и нижнего основания ротора при его постоянной высоте ведет к увеличению габаритов устройства и к невозможности классификации твердых частиц по фракциям.

Цель изобретения — улучшение качества разделения твердой фазы ча фракции.

Поставленная цель достигается тем, что центрифуга для разделения суспензии в тонкой пленке, включающая кожух с кольцеообразными перегород1128988 ками внутри для отвода разделенных

Фракций, установленный в кожухе ротор, выполненный в виде тела вращения, имеющего форму усеченного конуса с кратерообразным углублением для подвода исходной суспенэии, питающую трубу и привод, снабжена рядом дополнительных роторов аналогичной формы, расположенных один под другим, при этом нижнее основание каждого вышележащего ротора имеет кольцевой 10 выступ, а верхгее основание нижележащего ротора — овальный буртик и кольцевую проточку для размещения кольцевого выступа вышележащего ротора, причем привод содержит многоступен- 15 чатый шариковый редуктор, а основной и дополнительные роторы выполнены как одно целое с ведущим и ведомым дисками многоступенчатого шарикового ре духтора для вращения роторов с различной скоростью.

На фиг.l схематически изображена предлагаемая центрифуга, продольный разрезу фиг.2 - разрез A-A на

Фиг.l. 25

Центрифуга для разделения суспензии в тонкой пленке включает кожух 1 с кольцеообразными перегородками 2 для отвода разделенных фракций, установленный в кожухе 1 ротор 3, выпол-. ненный в виде тела вращения, имеющего " форму усеченного конуса с кратерообразным углублением 4 для подвода исходной суспенэии, питающую трубу 5 и привод 6. Центрифуга снабжена ря-. дом дополнительных роторов 7 аналогичной формы, расположенных один под другим, при этом нижнее основание каждого вышележащего ротора 7 имеет кольцевой выступ 8, а верхнее основание нижележащего ротора 7 — 40 овальный буртик 9 и кольцевую проточку 10 для размещения кольцевого выступа 8 вышележащего ротора.

Привод 6 содержит многоступенчатый шариковый редуктор ll, a основной 45 ротор 3 и дополнительные роторы 7 выполнены эа одно целое с .ведущим

12 и ведомыми 13 дисками многоступенчатого шарикового редуктора ll для вращения роторов с различной 50 ско" остью. Основной ротор 3 жестко связан с ведущим валом 14 привода 6.

Движение в редукторе от ведущего конического диска 12 .< ведомым коническим дискам 13 передается посредством шариков 15, равнораспределенным по окружности. Шарики 15. заключены в шарикодержатели 16, которые закреплены между втулками 17 и с помощью выступов 18, входящих s продольный паз 19, .фиксируются от проворота. Поджатие ведомых конических дисков 13 к ведущему 12 осу-. ществляется с помощью пружины 20 и нажимной втулки 21. Усилие нажатия между дисками регулируется пружиной 65

?О с помощью болтов 22. Смазка между шариками 15 и коническими дисками редуктора 11 осуществляется непрерывным потоком через трубу 23 и сверления в валу 14. Масло удерживается кольцевыми буртиками 24 и пере.текает в очередную ступень через отверстия 25.

Центрифуга работает следующим образом.

С включением привода движение от ведущего конического диска 12 к ведомым коническим дискам 13 передается посредством шариков 15, расположенных между дисками. При этом вращение каждого нижележащего дополнительного ротора 7 происходит в противоположную сторону с большими оборотами, так как точки контакта шариков 15 с дисками имеют разные по величине радиусы от оси вращения с верхним ведущим диском они больше а с нижним ведомым они меньше. Суспензия подается через питающую трубу 5, поднимается по боковой стенке кратерообразного углубления 4 основного ротора 3 и течет вниз по боковой его поверхности. Вследствие адгезии жидкость образует на этой поверхности тонкую пленку. На радиусе, при котором центробежная сила инерции превосходит силы сцепления между твердыми частицами ..и жидкостью, твер дые частицы отрываются от пленки;и отбрасываются на кольцеообразные перегородки 2 неподвижного кожуха l.

Так как при отбрасывании частиц твердой Фазы сначала отделяются частицы с большей массой, то остальная часть суспензии стекает по кольцевому выступу 8 в кольцевую проточку 10 нижерасположенного дополнительного ротора 7, вращающегося -с большей скоростью. Из кольцевой проточки 10 суспензия поднимается по боковой стенке выступающего овального буртика 9, перетекает через край и далее течет вниз чо боковой поверхности дополнительного ротора 7. При этом центробежные силы инерции, действующие на твердые частицы, находящиеся в тонкой пленке на вершине овального буртика, направлены по касательной и значительно превосходят силы сцепления между твердыми частицами и жидкостью. Поэтому отделение и сортировка частиц твердого вещества по крупности более интенсивно происходит на вершинах овальных буртиков 9, при перетекании суспенэии с каждого вышележащего ротора в каждый нижележащий, вращающийся с большей скоростью. Осветленная жидкая фаза суспензии, пройдя боковые поверхности основного и ряда дополнительных роторов, стекает к нижнему основанию по леднего нижерасположенного ротора 7 и тоже

1128988

10 отбрасывается центробежной силой иа нижнюю кольцеобраэную перегородку 2 °

Ири сохранении тех же геометрических параметров, что и в прототипе, предлагаемая конструкция имеет гораздо большую эффективность разделения и классификации частиц твердой фазы. В предлагаемой конструкции можно использовать конические роторы с меньшим средним диаметром и с малой конусностью, что позволяет уменьшить габариты и улучшить компоновку, уменьшить знергоэатраты и в то же время также повысить разделяющую способность. Предлагаемая центрифуга для разделения суспензии в тонкой пленке позволяет иметь при классификации примерно до

90% частиц заданного номинала в каждой отдельной фракции.

1128988

Составимеаь Г.Лошкарева

Редактор С.Лисина Техред М.Кузьма ИорректорА.Тяско

Заказ 9278/8 Тираж 556 .. Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д,4/5

В t I

Филиал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4