Центрифуга для разделения суспензий

 

Использование: в устройствах для разделения жидких неоднородных систем в поле центробежных сил и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: ротор 4 центрифуги образован усеченным конусом 5, цилиндрическим барабаном 11 и конической обечайкой 6. Центрифуга снабжена приемниками 2 и 3 жидкой и твердой фазы, причем для выгрузки твердой фазы служит дисковый нож 10. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем в поле центробежных сил и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Ротор центрифуги выполнен в виде усеченного конуса цилиндрического барабана и конической обечайки.

Центрифуга снабжена приемником жидкой и твердой фазы, причем для выгрузки твердой фазы применен дисковый нож. Конструкцией ротора предусмотрено получение твердой фазы пониженной влажности за счет ее подсушки в роторе.

Изобретение поясняется фиг. 1 4.

Центрифуга включает корпус 1 с приемником 2 жидкой фазы и приемником 3 твердой фазы, ротор 4, выполненный в виде усеченного конуса 5 конической обечайки 6, большие основания которых обращены друг к другу, и нож 10, выполненный в виде чаши, имеющей по периметру острую кромку и смонтированной с возможностью ее вращения на оси 7, шарнирно закрепленной вне ротора. Ось 7 установлена с возможностью поворота вокруг опоры 8 в плоскости, расположенной под углом к горизонтали, обеспечивающим выброс твердой фазы в приемник 3. Перемещение ножа осуществляется от привода 9.

Между большими основаниями конуса 5 и обечайки 6 установлен цилиндрический барабан 11. Угол наклона образующей конуса к оси вращения больше угла трения осадка. Центрифуга снабжен трубой 12 с шибером 13 для подвод суспензии в ротор.

Центрифуга работает следующим образом.

При открытии шибера 13 суспензия по трубе 12 подается во вращающийся ротор 4, начинает вращаться вместе с ротором и под действием касательной составляющей центробежной силы перемещается по рабочей поверхности конуса 5. При этом жидкая фаза частично отделяется от осадка. Дальнейшее перемещение осадка ограничено барабаном 11 и обечайкой 6, при этом осадок скапливается в зоне, ограниченной обечайкой 6, цилиндрическим барабаном 11 и конусом 5. В этой зоне на максимальном радиусе вращения центробежная сила, действующая на продукт, достигает максимума, жидкая фаза интенсивно отделяется от осадка и проходит, при исполнении центрифуги в фильтрующем варианте, через перфорированный барабан 11 и прилегающую к нему часть перфорированного конуса 5 в приемник 2. При этом процесс интенсифицируется и производительность возрастает за счет того, что часть жидкой фазы проходит в приемник 2 через перфорированный барабан 11. Нож 10 в это время находится в отведенном положении. По окончании цикла фуговки чашеобразный нож 10 посредством привода 9 вводится в слой осадка, при этом скорость вращения ротора не снижается, так как нож свободно вращается на оси 7, и, при погружении в слой осадка, он вращается с окружной скоростью, близкой к окружной скорости вращения ротора 4, а увлекаемые им частицы осадка выбрасываются в приемник осадка 3.

Экономический эффект при внедрении предлагаемой центрифуги может быть получен за счет роста производительности, который обеспечивается увеличением рабочей поверхности ротора и полным удалением осадка из ротора.

Возможно такое исполнение ротора, при котором, с целью расширения функциональных возможностей путем получения твердой фазы низкой влажности, на торцах цилиндрического барабана 11 установлены кольца 15 и 16, наружный диаметр которых больше диаметра барабана, а между кольцами на внешней поверхности барабана размещены лопатки 14.

Особенностью работы центрифуги при таком исполнении является интенсивное просасывание воздуха через обезвоженный осадок в третьей заключительной фазе фуговки, что приводит к существенному снижению влажности получаемой твердой фазы, снижению расходов на дальнейшую ее сушку до стандартной влажности.

Возможно также такое исполнение ротора, когда с целью повышения производительности путем увеличения рабочей поверхности ротора, длина цилиндрического барабана 11 больше описанной выше. Это исполнение показано на фиг. 2. В этом случае линии сопряжения конуса 5 и обечайки 6 с цилиндрическим барабаном 11 являются частью ломаной, описанной в диаметральном сечении ротора вокруг центральной проекции дискового ножа в его крайне левой и крайне правом положении, а ось 7 ножа 10 выполнена с возможностью продольного перемещения параллельно образующей цилиндрического барабана с помощью привода 17.

Особенностью работы центрифуги при таком исполнении является то, что в режиме выгрузки осадка нож 10 после заглубления его в слой осадка с помощью поворота приводом 9 оси 7 в крайне правом положении перемещается влево параллельно образующей цилиндрического барабана 11 до крайне левого его положения с помощью привода 17. При этом осадок, увлекаемый ножом 10, следует в приемник 3 твердой фазы. По достижении крайне левого положения продольное перемещение ножа прекращается, он отводится от рабочей поверхности ротора поворотом оси 7 с помощью привода 9, после чего приводом 17 нож отводится в крайне правое исходное положение.

При исполнении центрифуги в осадительном варианте усеченный конус 5 и барабан 11 выполняются сплошными, а для отвода жидкой фазы предусмотрены отверстия 18, выполненные в обечайке 6 у ее внутреннего края (фиг. 3).

Для отвода жидкой фазы могут быть использованы также такие известные устройства, как отсосная трубка или напорный диск.

В таком исполнении центрифуга работает следующим образом. Суспензия подается в ротор по трубе 12 и, приобретая окружную скорость ротора, разделяется под действием центробежной силы на твердую фазу (осадок 19) и жидкую фазу (оттек 20), как показано на фиг. 3.

Жидкая фаза по отверстиям 18 отводится в приемник жидкой фазы 2. Когда слой осадка будет достаточно большим, а его внутренний радиус достигнет радиуса расположения отверстий 18, подача суспензии по трубе 12 прекращается закрытием шибера 13.

После этого осадок 19 удаляется из ротора с помощью дискового ножа 10 с использованием привода 9 и привода 17, как описано выше.

Возможна также такая форма ротора центрифуги (фиг. 4), когда с целью более эффективного удаления осадка из ротора его внутренняя поверхность выполнена криволинейной, описанной в диаметральном сечении ротора вокруг центральной проекции дискового ножа 5 в положении максимального приближения последнего к внутренней поверхности ротора.

Формула изобретения

1. Центрифуга для разделения суспензий, включающая корпус с приемниками жидкой и твердой фазы, ротор в виде усеченного конуса с конической обечайкой, большие основания которых обращены друг к другу, выполненный в виде чаши с острой кромкой по периметру дисковый нoж, смонтированный с возможностью вращения на оси, шарнирно закрепленной вне ротора, обеспечивающий выгрузку твердой фазы, отличающаяся тем, что в роторе между большими основаниями конуса и обечайки установлен цилиндрический барабан, при этом в диаметральном сечении ротора образующие усеченного конуса, барабана и конической обечайки являются ломаной линией, описанной вокруг центральной проекции дискового ножа с одной или двух сторон в положении максимального приближения последнего к внутренней поверхности ротора.

2. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что на торцах цилиндрического барабана установлены кольца, наружный диаметр которых больше диаметра барабана, а между кольцами на наружной поверхности барабана размещены лопатки.

3. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что ось дискового ножа выполнена с возможностью его продольного перемещения параллельно образующей цилиндрического барабана.

4. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность ротора выполнена криволинейной, описанной в диаметральном сечении ротора вокруг центральной проекции дискового ножа в положении максимального приближения последнего к внутренней поверхности ротора.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4