Устройство для выделения по крайней мере одного обладающего большим удельным весом вещества из жидкой или газообразной несущей среды под воздействием центробежных сил

 

Использование: для выделения, по крайней мере, одного обладающего большим удельным весом вещества из жидкой или газообразной несущей среды под воздействием центробежных сил в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1 с камерой закручивания вводимого потока 2, разделительной камерой 3 и нижней успокоительной камерой 7 с отверстием для вывода отделенного вещества. Две осевые трубы верхняя 4 и нижняя 5 погружены в полость корпуса, располагаясь входными отверстиями 6 напротив друг друга в разделительной камере 3. Нижняя труба 5 имеет экран 9 в виде усеченного конуса, верхним меньшим основанием прикрепленного к ее наружной поверхности. Выходной конец этой трубы выведен из корпуса через боковое отверстие, выполненное в стенке нижней камеры 7. 7 з. п.ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к устройствам для разделения гетерогенных сред и может найти применение в различных отраслях промышленности.

На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 устройство со спиралеобразной камерой закручивания; на фиг.4 разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 устройство с тангенциальным вводом; на фиг.6 разрез В-В на фиг.5; на фиг.7 устройство с закручивающими лопастями; на фиг.8 устройство, подобное изображенному на фиг.5; на фиг.9 то же, вид сверху; на фиг.10 вариант выполнения верхней части устройства; на фиг.11 то же, вид сверху.

Устройство содержит корпус 1, в верхней части которого размещена камера закручивания 2, переходящая в разделительную камеру 3, верхнюю 4 и нижнюю 5 погружные осевые выходные трубы для отвода очищенной среды, входные концы 6 которых расположены в разделительной камере 3 напротив друг друга, нижнюю камеру 7 с отверстием 8 для вывода отделенного вещества, экран 9, выполненный в виде усеченного конуса, верхним меньшим основанием закрепленного на наружной поверхности нижней выходной трубы 5, которая выведена из корпуса 1 через боковое отверстие, выполненное в стенке 10 нижней камеры 7.

На наружной поверхности верхней выходной трубы 4 расположена направляющая вставка 11 в форме тела вращения, наружный радиус нижнего торца 12 которого больше радиуса входного отверстия 6 трубы 4. Камера закручивания 2 выполнена спиралеобразной. Направляющая вставка 11 может быть выполнена в виде тела вращения с уменьшающимся по ходу потока наружным радиусом (R_i > R_i+1).

В камере закручивания 2 могут быть установлены направляющие закручивающие лопасти 13.

Нижняя камера 7 может быть выполнена с радиусом, превышающим радиус разделительной камеры 3.

Корпус 1 может быть выполнен из двух частей верхней 14 и нижней 15, соединенных фланцами 16. При этом верхняя часть корпуса 1 может включать камеру закручивания 2 с патрубком 17 для ввода разделяемого потока, разделительную камеру 3 и осевое верхнее отверстие для выходной трубы 4 отвода очищенной среды, а нижняя часть боковое отверстие 9 для нижней выходной трубы 5 отвода очищенной среды и отверстие 8 для вывода отделенного вещества с отводным трубопроводом.

Подлежащая разделению смесь поступает в корпус 1 через патрубок 17 в тангенциальном направлении. Смесь вещества и очищаемой среды приводится во вращение в спиральном пространстве камеры закручивания 2. Приведенная во вращение смесь через пространство (камеру) 18, образованное между наружной стенкой корпуса 1 и выполненной благоприятно с точки зрения гидродинамики направляющей вставкой 11, попадает в зону сепарации (разделительную камеру 3).

В камеру 3 вдаются две погружные трубы 4 и 5, через которые вытекает очищенная среда.

Обе погружные трубы 4 и 5 расположены коаксиально друг другу, и диаметр труб 4 и 5 меньше диаметра направляющей вставки 11 на переходе от спирального пространства камеры 2 в камеру разделения 3, благодаря чему уменьшается радиус вращательного движения смеси вещества и очищаемой среды, и ее вращательное движение ускоряется. Верхняя погружная труба 4 проведена через направляющее тело, спиральное пространство камеры 2 и направляющую вставку 11.

В зоне сепарации камеры 3 вещество с большим удельным весом (или вещества) за счет высокой скорости вращения центрифугируется наружу к стенке камеры 3 и опускается в нижнюю камеру 7. При вхождении очищаемой среды в погружные трубы 4 и 5 радиус вращения уменьшается, вследствие чего возникающие центробежные силы еще усиливаются.

На нижней погружной трубе 5 расположен экран 9, препятствующий тому, чтобы уже отделенное от среды вещество вследствие течений ползучести, вновь поднималось из камеры 7 в зону сепарации камеры 3. В нижней части успокоительной нижней камеры 7 предусмотрено отверстие 8 для отведения отделенного вещества.

Текучая среда с большим содержанием пыли в слое, граничном с нижней погружной трубой 5, поднимается вверх от экрана 9 и протекает через нижнюю погружную трубу 5. Нижняя погружная труба 5 выполнена изогнутой и выведена наружу через боковое отверстие стенки 10 камеры 7, что позволяет значительно уменьшить конструктивную высоту устройства.

Чтобы успокоение очищаемой среды и отделенных веществ в успокоительной нижней камере 7 сформировать как можно более эффективно, камера 7 выполняется с большим наружным диаметром, чем камера 3.

Корпус 1 разделительного устройства состоит из верхней 14 и нижней 15 частей, соединенных между собой фланцевым соединением 16. Благодаря этому могут соединяться друг с другом верхние и нижние части любой конструкции.

В изображенной на фиг.3 и 4 форме осуществления разделительного устройства смесь отделяемого вещества и очищаемой среды подается через приблизительно спиральную камеру 2. Смесь течет затем в зону сепарации камеры 3 через кольцеобразную камеру 18, образованную между направляющей вставкой 11 и стенкой корпуса 1. Внутренний, определенный направляющей вставкой 11 диаметр и наружный, ограниченный стенкой корпуса 1 диаметр этой кольцеобразной камеры 18 уменьшаются в направлении течения. Поэтому радиус вращательного движения смеси вещества и среды постоянно уменьшается во время движения от спиральной камеры закручивания 2 к камере 3, благодаря чему увеличивается угловая скорость вращательного движения.

У разделительного устройства, изображенного на фиг.5 и 6, подлежащая разделению смесь приводится во вращение в камере 2, образованной приблизительно спиральным каналом, и течет в зону сепарации камеры 3, откуда очищенная среда отводится по погружным трубам 4 и 5. Отделенное вещество, соответственно отделенные вещества опускается (опускаются) у стенки зоны сепарации вниз.

Отделенное вещество опускается далее вдоль сужающейся вниз воронки 19, к которой примыкает соединенный с погружной трубой 5 конусообразно расширяющийся вниз направляющий экран 9. Возможен также вариант выполнения и без воронки 19, в котором направляющий экран 9, подобно тому как показано на фиг.7, доходит до самой стенки корпуса. Благодаря этому устройству достигается то, чтобы уже отделенное вещество вновь не отсасывалось вверх в зону сепарации камеры 3. Отделенное вещество затем отводится через отверстие 8 вниз. Такой вариант выполнения показан на фиг.8 и 9, на фиг.8 показано, что погружные трубы 4 и 5 входят в зону сепарации камеры 3 на разную глубину.

Погружные трубы 4 и 5 даны здесь вне разделительной камеры, выполнены изогнутыми и имеют на своих наружных концах фланцы для крепления на других деталях.

На фиг.7 изображен вариант выполнения разделительного устройства, имеющего также две входящие в камеру разделения 3 коаксиальные друг другу погружные трубы 4 и 5. Смесь при этом варианте выполнения подается через камеру 2 в виде конического кольца или пространство в виде диска, простирающегося вокруг погружной трубы 4. В камере 2 расположены направляющие лопасти 13, посредством которых входящая смесь приводится во вращение.

Нижняя погружная труба 5 имеет направляющий экран 9, препятствующий поднятию уже отделенного вещества. Нижняя погружная труба 5 ниже направляющего экрана 9 изогнута и выведена наружу. Отделенное вещество отводится через отверстие 8 из разделительного устройства.

На фиг. 10 и 11 показана практическая форма осуществления верхней части разделительного устройства согласно изобретению. Спиральный канал, по которому подается подлежащая разделению смесь, образуется из листовых заготовок, изогнутых в каждом случае только в одном направлении. Несмотря на это получается благоприятный с точки зрения гидродинамики переход из патрубка 17 в разделительную камеру 3.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ ПО КРАЙНЕЙ МЕРЕ ОДНОГО ОБЛАДАЮЩЕГО БОЛЬШИМ УДЕЛЬНЫМ ВЕСОМ ВЕЩЕСТВА ИЗ ЖИДКОЙ ИЛИ ГАЗООБРАЗНОЙ НЕСУЩЕЙ СРЕДЫ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ СИЛ, содержащее корпус с размещенной в верхней части камерой закручивания потока, переходящей в разделительную камеру, верхнюю и нижнюю погружные осевые выходные трубы для отвода очищенной среды, входные концы которых расположены в разделительной камере напротив друг друга, нижнюю камеру с отверстием для вывода отделенного вещества, отличающееся тем, что оно снабжено экраном, выполненным в виде усеченного конуса, верхним меньшим основанием закрепленного на наружной поверхности нижней выходной трубы, выведенной из корпуса через боковое отверстие, выполненное в стенке нижней камеры.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено расположенной на наружной поверхности верхней выходной трубы направляющей вставкой в форме тела вращения, наружный радиус нижнего торца которого больше радиуса входного отверстия трубы.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что камера закручивания потока выполнена спиралеобразной.

4. Устройство по пп.2 и 3, отличающееся тем, что направляющая вставка выполнена в виде тела вращения с уменьшающимся по ходу потока наружным радиусом.

5. Устройство по пп.1 4, отличающееся тем, что оно снабжено направляющими закручивающимися лопастями, установленными в камере закручивания потока.

6. Устройство по пп.1 5, отличающееся тем, что нижняя камера выполнена с радиусом, превышающим радиус разделительной камеры.

7. Устройство по пп. 1 6, отличающееся тем, что корпус выполнен по крайней мере из двух, верхней и нижней, частей, соединенных фланцами.

8. Устройство по п. 7, отличающееся тем, что верхняя часть корпуса включает камеру закручивания с патрубком для ввода разделяемого потока, разделительную камеру и осевое верхнее отверстие для выходной трубы отвода очищенной среды, а нижняя часть боковое отверстие для нижней выходной трубы отвода очищенной среды и отверстие для вывода отделенного вещества с отводным трубопроводом.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11