Вертикальная центрифуга

 

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей в поле центробежных сил и может быть использовано в пищевой , химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение степени очистки фугата от коллоидных частиц. Вертикальная центрифуга содержит корпус 1, установленный в нем на приводном валу 3 ротор 4 с отверстиями 5 и 6 для вывода легкой и тяжелой фракций , питающее устройство 7, раскручивающие лопатки 8 и стабилизирующий диск 19. В роторе установлена перегородка 9 с отверстиями 10 по периферии и с вертикальным патрубком 11 в центре. Перегородка 9 разделяет ротор по высоте на две камеры. Лопатки 8 размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр 12, содержащий по крайней мере два слоя, из которых наружный 13 выполнен из инертного по отношению к отделяемому коллоиду материала, а внутренний 14 - из адсорбирующего коллоид материала. При этом наружный слой 13 кольцевого фильтра выполнен из материала , имеющего большую величину пористости , чем внутренний слой 14, а днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ 17, расположенный между отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций. Подлежащий очистке фугат подается через питающее устройство 7 на лопатки 8 и через отверстия 10 поступает в слой 13 фильтра 12. Часть фугата уходит через отверстия 6, а остальная часть фильтруется через слой 14, на внешней поверхности которого происходит адсорбция и коагуляция коллоида, поступающего с фугатом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С

° г ° °

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s В 04 В 1/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4835628/13 (22) 05.06.90 (46) 15,04.92. Бюл. М 14 (71) Казахский государственный университет им, С.М.Кирова (72) А.Ж.Тулеушев, А.П.Горохов, И.Л.Еремеева и И,Ш.Мухамедшин (53) 66.066.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hL 1214215, кл. В 04 В 1/12, 1983, (54) ВЕРТИКАЛЬНАЯ ЦЕНТРИФУГА (57) Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей в поле центробежных сил и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение степени очистки фугата от коллоидных частиц. Вертикальная центрифуга содержит корпус 1, установленный в нем на приводном валу 3 ротор 4 с отверстиями 5 и 6 для вывода легкой и тяжелой фракций, питающее устройство 7, раскручивающие лопатки 8 и стабилизирующий диск 19. В роторе установлена перегоИзобретение относится к устройствам для очистки жидкостей в поле центробежных сил и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близкой по технической сущности и конструктивным признакам к предлагаемой является вертикальная центрифуга, содержащая корпус, установленный на упругих опорах на приводном валу ротор с отверстиями для вывода разделенных фракций фугата, питающее устройство, лопатки и устройство для стабилизации движения в виде диска, раз,, Я2„„1726049 Al родка 9 с отверстиями 10 по периферии и с вертикальным патрубком 11 в центре, Перегородка 9 разделяет ротор по высоте на две камеры. Лопатки 8 размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр 12, содержащий по крайней мере два слоя, из которых наружный 13 выполнен из инертного по отношению к отделяемому коллоиду материала, а внутренний 14 — из адсорбирующего коллоид материала. При этом наружный слой 13 кольцевого фильтра выполнен из материала, имеющего большую величину пористости, чем внутренний слой 14, а днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ 17, расположенный между отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций. Подлежащий очистке фугат подается через питающее устройство 7 на лопатки 8 и через отверстия

10 поступает в слой 13 фильтра 12. Часть фугата уходит через отверстия 6, а остальная часть фильтруется через слой 14, на внешней поверхности которого. происходит адсорбция и коагуляция коллоида, поступающего с фугатом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. мещенного в полости ротора с возможностью дифференциального вращения относительно ротора.

Недостатком такой центрифуги является низкая степень очистки фугата от коллоидных частиц, например ржавой воды от коллоида Fe(OH)a.

Цель изобретения — повышение степени очистки фугата от коллоидных частиц, Поставленная цель достигается тем, что в вертикальной центрифуге, содержащей корпус, установленный в нем на приводном валу ротор с отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций, питающее устройство, 1726049

10

20

55 раскручивающие лопатки и стабилизирующий диск, в роторе установлена перегородка с отверстиями по периферии и с вертикальным патрубком в центре, разделяющая ротор по высоте на две камеры, при этом лопатки размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр, содержащий по меньшей мере два слоя, наружный из которых выполнен из инертного по отношению к отделяемому коллоиду материала, а внутренний — из адсорбирующего коллоид материала, Наружный слой кольцевого фильтра выполнен из материала, имеющего большую величину пористости, чем внутренний слой.

Днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ, расположенный между отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций.

На чертеже схематично представлена центрифуга, вертикальный разрез, Вертикальная центрифуга состоит из корпуса 1, в котором на упругих опорах 2 смонтирован приводной вал 3 с ротором 4, имеющим отверстия 5 и 6 для вывода легкой и тяжелой фракций фугата соответственно, питающее устройство 7. В верхней части ротора 4 расположены раскручивающие лопатки 8, отделенные от остальной части полости ротора 4 перегородкой 9 с расположенным на периферии рядом отверстий 10 и вертикальным патрубком 11. В нижней части полости ротора 4 расположен фильтр 12, состоящий по меньшей мере из двух слоев: крупнопористого слоя 13, выполненного из материала, инертного по отношению к извлекаемому из фугата коллоиду, и мелкопористого слоя 14, выполненного из адсорбирующего данный коллоид материала. Прокладка 15 препятствует проникновению адсорбента из слоя 14 в слой 13, Центрифуга приводится во spau;ение двигателем 16. Для предотвращения перемешивания разделенных потоков фугата, вытекающих из окон 5 и 6, на нижнем днище ротора 4 снаружи предусмотрен кольцевой выступ 17. Для сбора потоков в корпусе центрифуги выполнены патрубки 18. На продолжении вала 3 в нижней полости ротора 4 размещен стабилизирующий диск 19, Центрифуга работает следующим образом, Подлежащий очистке фугат, содержащий коллоидные частицы, подается через питающее устройство 7 на раскручивающие лопатки 8, расположенные в верхней камере полости ротора 4, после чего через отверстия 10 поступает на периферию нижней камеры полости ротора 4 в слой 13 фильтра

12. Проходное сечение сливных отверстий 6 выбрано таким, что лишь часть фугата, поступающего в полость ротора 4 через питающее устройство 7, может ее покинуть через данные отверстия. Вследствие этого остальная часть фугата фильтруется через слой 14 во внутреннюю часть нижней полости ротора 4. При этом на внешней поверхности слоя 14 происходит адсорбция и коагуляция коллоида, поступающего с фугатом; образующиеся частицы под действием центробежных сил и вибрации отрываются от поверхности зерен сорбента и отбрасываются в слой 13, обладающий более низким по сравнению со слоем 14 гидродинамическим сопротивлением.

Здесь частицы коллоида подхватываются потоком фугата, направленным вдоль боковой стенки полости ротора 4, и сбрасываются через сливные отверстия 6. Через сливные отверстия 5 из полости ротора 4 сбрасывается прошедшая через слой сорбента и, следовательно, очищенная от коллоида часть фугата. Стабилизация движения достигается с помощью стабилизатора 19.

Если сорбент не допускает предварительного формования в виде полого цилиндра перед сборкой ротора, его загрузка в нижнюю камеру полости ротора 4 осуществляется через центральный патрубок 11 перегородки 9, после чего центрифуга работает, как указано выше.

Таким образом, предлагаемая центрифуга позволяет в проточном режиме разделить поступающий фугат на два потока; очищенный от содержащегося в фугате коллоида и обогащенный им, При этом не происходит загрязнения сорбента оседающим коллоидом, что и повышает степень очистки фугата от коллоидных частиц.

Пример, Вертикальная центрифуга консольного типа с нижней шарнирной и верхней упругой опорами имеет следующие параметры: диаметр полости ротора 200 мм; высота полости ротора 120 мм; скорость вращения до 1000 рад . c диаметр отверстий для слива обогащенной коллоидом компоненты фугата 2х0,7 мм; диаметр отверстий для слива очищенной от коллоида компоненты фугата 2х8 мм; диаметр стабилизирующего диска 85 мм; диаметр отверстий в периферийной части поперечной перегородки в полости ротора 48х2 мм.

Наружный слой фильтра толщиной

15 мм в нижней камере полости ротора изготовлен из гранул полистирола плотностью

-з

1,05 г,. см и диаметром 4 — 5 мм; внутренней толщиной 15 мм — из отмытого речного песка с фракциями 0,3-0,8 мм. Слои разделены между собой стеклотканью, 1726049

Составитель А. Тулеушов

Редактор Л. Веселовская Техред М.Моргентал Корректор С. Шевкун

Заказ 1226 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Для разделения использовали коллоидный раствор гидроокиси желаза Ее(ОН)з в воде с концентрацией 1,89 мг/л Fe(Fe преимущественно, Fe — следы) в количестве

+г

200 л.

При скорости вращения ротора

500 рад. с в полость ротора через питающее устройство подавали воду с расходом

10 л мин . Разделенные компоненты фугата анализировали на содержание железа и затем вновь смешивали в исходном резервуаре. Через 2 ч работы центрифуги содержание ионов Fe в очищенном потоке составило < 0,03 мг л ".

Для сравнения анализировали эффективность устройства-прототипа. B аналогичных указанным выше условиях не было обнаружено различия в концентрациях ионов Fe в обоих потоках.

Таким образом, применение предлагаемой центрифуги позволяет повысить степень очистки фугата от коллоидных частиц.

Формула изобретения

1. Вертикальная центрифуга, содержащая корпус, установленный в нем на приводном валу ротор с отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций, питающее устройство, раскручивающие лопатки и стабилизирующий диск, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью повышения степени

5 очистки фугата от коллоидных частиц, в роторе установлена перегородка с отверстиями по периферии и с вертикальным патрубком в центре, разделяющая ротор по высоте на две камеры, при этом лопатки

10 размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр, содержащий по крайней мередва слоя, наружный из которых выполнен из инертного по отношению к отделяемому коллоиду мате15 риала, а внутренний — из адсорбируюшего коллоид материала.

2. Центрифуга по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что наружный слой кольцевого фильтра выполнен из материала, имеющего

20 большую величину пористости, чем внутренний слой.

3. Центрифуга по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ, расположенный между

25 отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций,