Установка для сгущения микробиологических суспензий

 

Изобретение относится к установкам для сгущения микробиологических суспензий под действием центробежных сил и может быть использовано в пищевой , химической, микробиологической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение производительности путем уменьшения забийания пор фильтрующей поверхности ротора. Для этого на роторе 3 установки коаксиально основной конической обечайке 16 размешена дополнительная коническая обечайка 17, на

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1400 5 I) с1 В 04 В 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4037809/28-13 (22) 19.03.86 (46) 07.06.88. Бюл. Ф 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский институт прикладной биохимии и Опытноконструкторское бюро приборов контроля и автоматики (72) Ю.В.Агафонов, А.Ф.Зябрев, В.А.Распопов и В.М.Николаев (53) 62 1.928.3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 416100, кл. В 04 В 3/00, 1972.

Патент CIIIA У 4093552, кл. 210-297, опублик. 1978. (54) УСТАНОВКА ДЛЯ СГУЩЕНИЯ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИХ СУСПЕНЗИИ (57) Изобретение относится к установкам для сгущения микробиологических суспензий под действием центробежных сил и может быть использовано в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности путем уменьшения забивания пор фильтрующей поверхности ротора. Для этого на роторе 3 устанонки коаксиально основной конической обечайке 16 раэмешена дополнительная коническая обечайка 17, на

1400665 наружной поверхности которой выполнена кольцевая выемка 21. Установка снабжена приспособлением для отвода жировой фракции. Оно включает прикрепленное к верхнему торцу ротора 3 с образованием зазора 23 кольцо 24, размещенное в зазоре 23 напорное

Изобретение относится к оборудованию для сгущения микробиологических суспенэий с помощью центробежных сил и может быть использовано в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промьппленности.

Целью изобретения является повышение производительности.

На фиг. 1 изображена установка для сгущения микробиологических суспензий, общий вид; на фиг. 2 — разрез

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 — верхняя часть ротора установки, общий вид; на фиг. 4 — вид Б на фиг. 3; на фиг, 5 — размещение трубки для отвода 15 жировой фракции.

Установка содержит корпус 1, внутри которого на днище 2 вертикально установлен ротор 3 и над ним патрубок 4 подачи исходной суспензии, Кор- 20 пус 1 и ротор 3 укреплены на валу 5, приводимом во вращение от привода (не показан), корпус 1 размещен внутри цилиндрического кожуха 6 и имеют приспособление для вывода осветленной жидкости, включающее стакан 7, штуцер

8 и отверстия 9 в днище 2 корпуса 1.

Выгрузка сгущенной суспенэии из корпуса 1 производится в кожух 6 периодически через сопла 10, перекрываемые подвижным поршнем 11. В свою оче редь, сгущенная суспензия, попадая в кожух 6, выводится из него через патрубок 12, Ротор 3 состоит из цилиндрической 35 втулки 13, выполненной из пористого металла и крьппки 14. На наружной поверхности втулки 13 укреплено фильтрующее покрытие, например ядерная мембранная пленка 15. В верхней час- 40 ти ротора 3 клаксиально установлены расширяюио е< я книзу основная 16 и устройство и трубки 27, расположенные наклонно к оси вращения ротора 3 и так, что их впускные отверстия находятся на уровне наружной поверхности дополнительной обечайки 17, а выпускные — в зазоре 23 между торцом ротора 3 и кольцом 24. 5 ил.

2 дополнительная 17 конические обечайки. Основная коническая обечайка 16 выполнена составной из нижней 18 и верхней 19 частей, установленных друг относительно друга с кольцевым зазором 20, причем верхняя часть 19 обечейки 16 выступает над торцом крышки

14. На наружной поверхности дополнительной обечайки 17 ниже торца крышки

14 имеется кольцевая выемка 21, которая может быть сделана прямой выборкой металла или, например, выполнением обечайки 17 разрезной и укрепленной в образовавшейся прорези с внутренней стороны обечайки 17 кольцевой пластины 2."., Над ротором 3 с зазором

23 относительно крышки 14 и верхней части 19 основной обечайки 16 горизонтально установлено кольцо 24. В зазоре 23 размещено напорное устройство, состоящее из вертикальной трубы

25 и двух изогнутых навстречу направлению вращения ротора 3 горизонтальных трубок 26. Для отвода жировой фракции, скапливающейся в кольцевой выемке 21, в зазоре 23 установлены наклонные к оси вращения ротора трубки 27, впускные отверстия которых размещены в отверстиях 28, выполненных в верхней части пластины 22 (на уровне наружной поверхности дополнительной обечайки 17), а выпускные в зазоре 23. Трубки 27 проходят через кольцевой зазор 20 между нижней 18 и верхней 19 частями основной обечайкн 16, причем в трубках 27 имеются вырезы 29, которые обращены к кольцу

24 и расположены у внутренней поверхности верхней части 19 основной обечайки 16.

Для подвода жировой фракции к отверстиям 28 пластины служат наклонен1400665 ные направляющие 30, которые могут быть образованы выфрезеровкой треугольных вырезов в пластине 22, Для исключения проворота обечаек

16 и 17 и жесткой их установки на роторе 3 служат штифты 31 и пластины

32, с одной стороны неподвижно прикрепленные к кольцу 24, а с другой входящие в прорези 33 и 34 в обечайках 16 и t 7 и прижимающих их к крышке 14 ротора 3. Отверстие 35 в крышке 14 служит для выхода воздуха на замкнутой сверху полости между нижней частью 18 основной обечайки 16 и втулкой 13 при начальном заполнении корпуса 1 центрифуги. К выпускному участку патрубка

4 для подачи суспенэии прикреплены заключенные в корпус 36 профилированные лопатки 37 или спираль.

Установка работает следующим образом.

Подлежащая сгущению суспензия подается внутрь корпуса 1 через патрубок 4. Профилированные лопатки 37 или спираль обеспечивают начальную закрутку потока суспензии в направлении, совпадающем с направлением вращения вала 5. Попав внутрь корпуса 1, суспензия начинает двигаться сверху вниз по спиральной траектории, все время увеличивая свою угловую скорость эа счет взаимодействия с вращающейся стенкой корпуса 1, Для быстрейшей организации ламинарного режи— ма течения и разгона суспензии служат обечайки 16 и 17, которые делят поток суспензии в верхней части ротора 3 на три потока.

Ближайший к оси вращения поток организуется при проходе суспензии в зазор между верхней частью 19 основной обечайки 16 и кольцом 24, При нисходящем движении этого потока происходит переход от турбулентного к ламинарному режиму течения, при этом легкая фракция (для микробиологических суспензий это жир) движется к центральной части зазора 23, а тяжелая движется вдоль внутренней поверхности верхней части 19 основной обечайки 16.

Аналогичные процессы перехода турбулентного режима течения к ламинарному происходят с двумя другими потоками суспензии, движущимися в кольцевых зазорах между стенкой корпуса 1 и дополнительной обечейкой 17, а также между обечайками 16 и 17. При

55 ламинаризации этих потоков также имеет место радиальное разделение суспензии по плотности составляющих его фаз ° Легкая фракция (жир) переносится на наружную поверхность обечаек 16 и

17, а тяжелая фаза — соответственно в противоположную сторону, т.е. к периферии потоков, Попав на поверхность обечаек 16 и 17, жировая фракция (фиг. 4, пунктирные линии) начинает двигаться по ним вверх к оси вращения против направления движения основного потока (фиг. 4, сплошные линии), сохраняя при этом Фращатель— ное движение в ту же сторону, что и вращение вала 5 и основного потока.

Большая часть жировой фракции в зазоре между корпусом 1 и дополнительной обечайкой t7 попадает на ее периферийную часть ниже выемки 21.

Далее жировая фракция, двигаясь снизу вверх по спиральной траектории вдоль поверхности основной обечайки

16, проходит в выемку 21 и в ней вдоль направляющих 30 транспортирует" ся к отверстиям 28 в пластине 22, Такой процесс происходит в зазоре между обечайками 16 и 17. Большая часть жировой фракции из потока суспензии попадает на нижнюю часть 18 основной обечайки 16 и затем, подни— маясь через зазор 20 между нижней 18 и верхней 19 частями основной обечайки

16, проходит в зазор 23. Одновременно с этим через зазор 20. вытекает освободившийся от жировой фракции поток суспензии, проходящий через зазор между верхней частью 19 основной обечайки 16 и кольцом 24.

Меньшая часть жировой фракции в зазорах между корпусом 1 и обечайками

16 и 17 попадает соответственно на верхнюю часть 19 основной обечайки 16 и на часть дополнительной обечайки

17 выше 21, Двигаясь по этим частям обечаек вверх, жировая фракция в верхней их части, где происходит формирование ламинарного потока, попадает на турбулентное движение, отрывается от поверхности обечаек и отбрасывается вновь в еще неустановившийся поток суспензии. Таким образом, происходит циркуляция части жировой фракции в верхней части обечаек 16 и 17 °

Рассмотрим теперь движение в трубках 27. В ламинарном потоке, находящемся в поле центробежных сил, эф1400665 фективность разделения по фазам прямо пропорциональная разности плотностей разделяемых фаэ. Чем больше разность плотностей фаз, тем быстрее и эффективнее происходит их разделение.

Таким образом, с целью облегчения и ускорения транспортирования жировой фракции из выемки 21 в дополни- 1ð тельной обечайке 17 в зазор 23 по трубкам 27 в последних выполнены вырезы 29, в которые заходит тяжелая фаза (суспензия без жира),отделенная из потока, проходящего вдоль верхней 15 части 19 основной обечайки 16. Проход в вырезы 29 именно тяжелой фазы обусловлен тем, что вырезы 29 расположены у внутренней поверхности

1 верхней части 19 основной обечайки 2р

16, вдоль которой сверху вниз движется тяжелая фаза. Поскольку трубки 27 установлены с наклоном к оси ротора

3, в них тяжелая фаза прижимается к верхней части внутренней поверхности, 25 а легкая, наоборот, — к нижней части (фиг. 5).

Таким образом, в приосевой части зазора 23 собирается легкая фаза (жир), отделенная из трех указанных З0 потоков суспенэии, т.е. потоков через зазоры между кольцом 23 и верхней частью 19 обечайки 16, между обечайками

16 и 17 и между обечайкой 17 и корпусом 1.

Периодический отвод собранной в зазоре 23 жировой фракции осуществляется через трубу 25 и трубки 26, приемные отверстия которых размещены в зазоре 23.

Очищенная от жировой фракции суспензия окончательно фильтруется при проходе через мембранную пленку 15 и проницаемую пористую втулку 13.

Осветленная жидкость из полости ротора 3 удаляется через отверстия 9 в днище корпуса в стакан 7 и далее через штуцер 8. Сгущенная суспензия, скапливающаяся у периферии внутреннего объема корпуса 1, периодически

I удаляется иэ него в кожух 6 через сопла 10 иэ кожуха 6 далее отводится через патрубок 12.

Выполнение предлагаемой установки для сгущения микробиологических сусI пензий обеспечивает повышение эффективности процесса эа счет организации отвода из входящего в установку пото" ка суспензии жировой фракции, что уменьшает вероятность и степень засаливания (засорения) фильтрующего покрытия ротора. Применение установки позволяет увеличить производительность фильтрования, повысить стабильность расходных характеристик и уменьшить энергетические затраты и время на регенерацию фильтра.

Формула изобретения !

Установка для сгущения микробио-.. логических суспензий, содержащая ус-тановленный с возможностью вращения корпус с приспособлениями для вывода осветленной жидкости и сгущенной суспензии, вертикально смонтированный в корпусе фильтрующий ротор с закрепленной на его верхнем торце коническ ой обечайкой и патрубок для подачи суспензии, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, к выпускному участку патрубка для подачи суспенэии прикреплены заключенные в корпус профилированные лопатки или спираль, на роторе коаксиально основной закреплена дополнительная коническая обечайка, при этом установка снабжена приспособлением для отвода жировой фракции, включающим прикрепленное к верхнему торцу ротора с образованием зазора кольцо, размещенное в зазоре напорное устройство и трубки, расположенные наклонно к оси вращения ротора и так, что их впускные отверстия находятся на уровне наружной поверхности дополнительной обечайки, а выпускные— в зазоре между торцом ротора и кольцом.

Я-А

21

@uz2

73

Юьт 3

27

78

Составитель Е. Камаганова

Редактор О. Головач Техред Л.Олийнык Корректор В. Бутяга

Заказ 2694/8 Тираж 523 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4