Сверхцентрифуга для разделения жидкости

 

Изобретение относится к оборудованию для разделения высокодисперсных жидкостей и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Сверхцентрифуга содержит трубчатый ротор, снабженный верхней и нижней крышками. Средство подачи исходной суспензии расположено в нижней части ротора. Средство отвода осветленной жидкости размещено в верхней части ротора. Ротор установлен на металлическом валу. На нижней и верхней частях вала закреплены крышки, имеющие сферическую форму. Стенка ротора выполнена из тонкостенной высокопрочной стали и на ее наружной поверхности расположена навивка из полимерного материала. Навивка может быть выполнена из армированного в эпоксидной смоле стекловолокнита. В роторе целесообразно установить разделительную вставку, образованную изогнутой по спирали сплошной лентой, выполненной из полимерного материала, имеющего поры и с заданными размерами и формой, или из комбинированного полимерного материала. Навивка может быть выполнена также из армированной полимерной ленты. Конструкция центрифуги обеспечивает увеличение частоты вращения и повышение ротационной прочности ротора и, таким образом, повышение надежности ее работы. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для разделения высокодисперсных жидкостей и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Известна сверхцентрифуга, включающая трубчатый ротор, снабженный верхней и нижней крышками в виде плоских пластин, средство подачи исходной суспензии, расположенное в нижней части ротора и средство отвода осветленной жидкости, размещенное в его верхней части /SU 380356, 25.07.1973 г./.

В известной сверхцентрифуге не обеспечивается число оборотов более 30000 об/мин, так как прочностные характеристики стали, из которой выполнена стенка ротора, недостаточны для указанных чисел оборотов.

Технический результат изобретения заключается в увеличении частоты вращения и в повышении ротационной прочности центрифуги и следовательно, надежности ее работы.

Этот результат достигается тем, что в предложенной сверхцентрифуге для разделения жидкости, включающей трубчатый ротор, снабженный верхней и нижней крышками, имеющими сферическую форму, средство подачи исходной суспензии, расположенное в нижней части ротора и средство отвода осветленной жидкости, размещенное в ее верхней части. Ротор установлен на металлическом валу, при этом его крышки имеют сферическую форму и укреплены в верхней и нижней части вала причем стенка ротора выполнена из тонкостенной высокопрочной стали. На всей наружной поверхности ротора следует расположить навивку из полимерного материала.

Целесообразно полимерную навивку выполнить из армированного в эпоксидной смоле стекловолокнита.

Следует в роторе установить разделительную вставку образованную изогнутой по спирали сплошной лентой, выполненной из полимерного материала, с заданными размерами и формой пор, или из комбинированного полимерного материала.

Навивка также может быть выполнена из армированной полимерной ленты.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 схематично изображен продольный разрез сверхцентрифуги; на фиг. 2 - то же самое со вставкой; на фиг. 3 - продольный разрез сверхцентрифуги для разделения эмульсий.

Сверхцентрифуга включает трубчатый ротор 1 с камерой разделения, установленной на металлическом валу 2, на верхней и нижней части которого с помощью гаек 3 и 4 укреплены сферические верхняя 5 и нижняя 6 крышки, средство подачи исходной суспензии в виде питающей трубки 7 с отверстием 8, расположенное в нижней части ротора, средство отвода осветленной жидкости, состоящее из отверстий 9, выполненных в верхней крышке 5. При использовании центрифуги для разделения высокодисперсных суспензий со значительно малой разностью плотностей, где требуется высокие обороты ротора (свыше 100000 об/мин), на наружной поверхности стенки 10 расположена навивка 11 (см. фиг. 1) из полимерного материала, например, армированного стекловолокнита. Навивка 11, расположенная на всей наружной поверхности стенки 10, (см. фиг. 2) выполнена из армированной полимерной ленты. Навивка 12 расположенная на наружных поверхностях сферических крышек 5 и 6 (см. фиг. 2) выполнена из армированного стекловолокнита. При использовании центрифуги для разделения суспензии со значительной малой разностью плотностей и известными дисперсионными характеристиками в роторе установлена разделительная вставка 13 (см. фиг. 2), образованная изогнутой по спирали сплошной лентой, которая выполнена из полимерного материала с заданными размерами и формой пор.

Вставка фиксируется с помощью пластин 14 и 15, имеющих отверстия 16 и 17 для протока отделенной жидкой фракции.

При использовании центрифуги для разделения эмульсии (см. фиг. 3) например жировой, в верхней крышке 5 ротора выполнены отверстия 13 для отвода отделенной тяжелой фракции.

Сверхцентрифуга, изображенная на фиг. 1, работает следующим образом. Исходная высокодисперсная суспензия по каналам 7 и 8 поступает внутрь ротора, в камеру разделения. Под воздействием поля центробежных сил осадок, содержащийся в суспензии, осаждается на внутренней поверхности стенки 10 ротора 1, а осветленная жидкость выводится через отверстия 9 сферической крышки 5.

Сверхцентрифуга, изображенная на фиг. 2, работает следующим образом. Исходная высокодисперсная суспензия по каналам 7 и 8 поступает в зазор между пластиной 14 и крышкой 6 и, проходя через отверстия 16, распределяется по виткам, образованным разделительной вставкой 13. Под воздействием поля центробежных сил осадок, содержащийся в суспензии, осаждается на внутренней поверхности вставки 13, а осветленная жидкость движется аксиально и, проходя через отверстия 17 пластины 15, поступает в отверстие 9. После окончания разделения суспензии разделительная вставка 13 извлекается из ротора и заменяется новой.

Сверхцентрифуга, изображенная на фиг. 3, работает следующим образом. Исходная эмульсия (например, жировая) по каналам 7 и 8 поступает внутрь ротора, в камеру разделения.

Под воздействием поля центробежных сил жировая эмульсия разделяется на две фракции. Легкая фракция /жир/ движется в направлении центра ротора и выводится из него через отверстия 9, а тяжелая фракция /вода/ движется в направлении стенки ротора и выводится через отверстия 13 крышки 5.

Выполнение крышек ротора сферической формы и стенки ротора из тонкостенной высокопрочной стали и наличие навивки на всей наружной поверхности цилиндрической части ротора и на сферических крышках позволяет увеличить ротационную прочность ротора.

Это позволяет повысить число оборотов ротора и вследствие этого разделения высокодисперсных жидкостей.

Формула изобретения

1. Сверхцентрифуга для разделения жидкости, включающая трубчатый ротор, снабженный верхней и нижней крышками, средство подачи исходной суспензии, расположенное в нижней части ротора, и средство отвода осветленной жидкости, размещенное в его верхней части, отличающаяся тем, что ротор установлен на металлическом валу, при этом его крышки имеют сферическую форму и укреплены на верхней и нижней частях вала, причем стенка ротора выполнена из тонкостенной высокопрочной стали и на ее наружной поверхности расположена навивка из полимерного материала.

2. Сверхцентрифуга по п.1, отличающаяся тем, что полимерная навивка выполнена из армированного в эпоксидной смоле стекловолокнита.

3. Сверхцентрифуга по п.1, отличающаяся тем, что в роторе установлена разделительная вставка, образованная изогнутой по спирали сплошной лентой, выполненной из полимерного материала, имеющего поры с заданными размерами и формой, или из комбинированного полимерного материала.

4. Сверхцентрифуга по п.1, отличающаяся тем, что навивка выполнена из армированной полимерной ленты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3