Сепаратор для разделения эмульсий

 

Изобретение относится к оборудованию для разделения эмульсий на фракции в поле центробежной силы и может быть использовано в пищевой и других отраслях промышленности. Сепаратор для разделения эмульсий включает установленный на вертикальном валу барабан, расположенный в нем тарелкодержатель с пакетом конических тарелок, каждая из которых имеет на верхнем торце и конической поверхности планки, камеры предварительной сепарации, образованные перегородками, прикрепленными к тарелкодержателю, размещенные между камерами приемные зоны легкой фракции, приемную трубу для ввода исходной эмульсии и напорные диски отвода легкой и тяжелой фракций. Планки на верхних торцах конических тарелок выполнены из эластичного материала, например резины, и имеют толщину, большую зазора между торцами смежных тарелок. Планки, укрепленные на конических поверхностях тарелок, имеют разную длину. Часть из них имеет длину не более 1/3 длины образующей конуса тарелки, а другая часть планок имеет длину больше половины длины указанной образующей. Изобретение может быть использовано в сепараторах открытого, полузакрытого и закрытого исполнения, повышает производительность при разделении молока, сливок, животных жиров и других эмульсий. 3 ил.

Изобретение относится к оборудованию для разделения эмульсий на фракции в поле центробежной силы и может быть использовано в пищевой и других отраслях промышленности.

Известен сепаратор для разделения эмульсий, преимущественно молока, включающий барабан, содержащий основание и крышку, пакет тарелок, тарелкодержатель, коническая опорная часть которого имеет отверстия для подачи исходной эмульсии, напорные камеры с размещенными в них отводящими дисками легкой и тяжелой фракций и размещенной внутри тарелкодержателя питающей трубой, устройство для предварительного выделения из эмульсии крупных частиц легкой фракции, состоящее из сепарирующих камер, служащих одновременно для подвода эмульсии в пакет тарелок и образованных внутренней поверхностью пакета тарелок и вертикальными радиальными перегородками, жестко связанными с тарелкодержателем по его высоте(SU 1076148 А, В 04 B 11/02, 28.02.84). Сепарирующие камеры расположены между зонами отвода легкой фракции из пакета тарелок и сообщены с напорной камерой легкой фракции.

Недостатком описанного сепаратора является то, что в нем возможно поступление неразделенной эмульсии в легкую фракцию, что приводит к снижению ее концентрации и качества.

Ближайшим техническим решением предлагаемому является сепаратор для разделения эмульсий (SU 1768309 А 2, В 04 В 1/08, 15.10.1992) включающий барабан, содержащий основание и крышку, пакет тарелок, тарелкодержатель с корпусом и опорным конусом, снабженным отверстиями для прохода эмульсии, устройство для предварительной сепарации, состоящее из сепарирующих камер, служащих одновременно для питания межтарелочных пространств эмульсией, образованных внутренней поверхностью пакета тарелок и радиальными вертикальными перегородками, жестко связанными с тарелкодержателем по его высоте. Сепарирующие камеры расположены между зонами отвода легкой фракции из пакета тарелок и сообщены с напорной камерой легкой фракции. На верхних поверхностях торцев и верхних конических частях тарелок установлены радиальные планки для предотвращения уноса части не полностью разделенной эмульсии из сепарирующих камер в зону отвода легкой фракции, при этом планки имеют высоту, равную зазору между смежными тарелками пакета.

Недостатком этого сепаратора является то, что в верхней части межтарелочных пространств при прохождении к приемным зонам легкая фракция сталкивается с частью встречного потока эмульсии, поступающей из сепарирующих камер. Это приводит к уносу отдельных частиц легкой фракции на повторное сепарирование. Кроме того, жесткие планки на торцевых поверхностях тарелок нетехнологичны, т. к. трудно точно выдержать толщину планки, равную зазору между торцами тарелок, что ведет или к появлению щелей между этими планками и торцевыми поверхностями тарелок, или нарушается базирование пакета тарелок по планкам и шипикам на конических поверхностях тарелок, что может вызвать или утечку эмульсии в приемные зоны легкой фракции, или вызвать повышенную вибрацию барабана. Оба этих фактора снижают эффективность сепарирования.

Технический результат изобретения заключается в устранении отмеченных недостатков и повышении производительности сепаратора.

Для достижения этого результата в предложенном сепараторе для разделения эмульсий, преимущественно молока, включающем установленный на вертикальном валу барабан, расположенный в нем тарелкодержатель с пакетом конических тарелок, каждая из которых имеет на верхнем торце и конической поверхности планки, камеры предварительной сепарации, образованные перегородками, прикрепленными к тарелкодержателю, размещенные между камерами приемные зоны легкой фракции, приемную трубу для ввода исходной эмульсии и напорные диски отвода легкой и тяжелой фракций, планки на верхних торцах конических тарелок выполнены из эластичного материала, например из резины, и имеют толщину, большую зазора между торцами смежных тарелок, а планки, укрепленные на конических поверхностях тарелок, имеют разную длину, причем часть из них имеет длину, равную не более 1/3 длины образующей конуса тарелки, а другая часть планок имеет длину, равную больше половины длины образующей конуса тарелки.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 (а,б) изображен в разрезе схематично барабан сепаратора с размещенными в нем питающей трубой и напорными дисками для вывода легкой и тяжелой фракций, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1 (а,б), а на фиг.3 - вид конической тарелки с планками и шипиками.

Сепаратор для разделения эмульсий, преимущественно молока, включает установленный на вертикальном валу 1 барабан, содержащий основание 2 и крышку 3, скрепленные гайкой 4, пакет конических тарелок 5, тарелкодержатель 6 с корпусом 7 и опорным конусом 8, снабженным отверстиями 9 для прохода эмульсии. Полость между внутренней поверхностью пакета тарелок и корпусом тарелкодержателя разделена радиальными перегородками 10, образующими камеры предварительной сепарации 11 и приемные зоны 12 для легкой фракции, поступающей из межтарелочных пространств пакета тарелок. В верхней части барабана размещены питающая труба 13 и напорные диски 14 и 15 для легкой и тяжелой фракций. На верхних торцах конических тарелок закреплены, например, с помощью клея планки 16, выполненные из эластичного материала, например из резины, их толщина превышает зазор между торцами тарелок, а при сборке барабана за счет сжатия становится равной этому зазору, надежно герметизируя возможные технологические щели на стыке камер предварительной сепарации и приемных зон.

На конических поверхностях тарелок закреплены планки, отличающиеся по длине, причем планки 17, длина которых не превышает 1/3 длины образующей конуса тарелки, крепятся на верхней части тарелок, против передних радиальных перегородок 18 (относительно направления вращения барабана, указанного стрелкой "С") и приемных зон 12, а планки 19, длина которых всегда больше половины длины указанной образующей, крепятся против задних радиальных перегородок 20.

Планки 17 предназначены, как и у ближайшего аналога, для предотвращения перетока неразделенной эмульсии в приемные зоны легкой фракции, а планки 19 - для предотвращения столкновения в межтарелочных пространствах встречных потоков легкой фракции и поступающей из камер 11 эмульсии и уноса ею частиц легкой фракции на повторное сепарирование. Шипики 21, как и планки 17 и 19, обеспечивают постоянство межтарелочных зазоров в пакете тарелок. В верхней части тарелкодержатель снабжен крышкой 22, образующей с корпусом 7 проходные каналы 23 для легкой фракции, выделившейся в камерах предварительной сепарации 11. Сверх пакета тарелок установлена разделительная тарелка 24 с образованием проходного канала для тяжелой фракции 25.

Для периодической центробежной разгрузки осадка в барабане установлен поршень 26, а в основании выполнены разгрузочные щели 27.

Работает сепаратор следующим образом.

Исходная эмульсия, например молоко, по питающей трубе 13 и отверстиям 9 поступает в камеры 11, где из молока под действием центростремительного ускорения выделяются, в основном, крупные жировые частицы, которые вдоль корпуса 7 через каналы 23 поступают в камеру напорного диска 14, а предварительно просепарированное молоко поступает в межтарелочные пространства на окончательное разделение на сливки и обрат, откуда сливки поступают в приемные зоны 12, а затем через отверстия (на чертеже не показаны) в крышке 22 - в приемную камеру напорного диска 14, смешиваются со сливками, поступившими из камер 11, и выводятся из сепаратора. Обезжиренное молоко (обрат) по каналам 25 поступает в камеру напорного диска 15 и выводится из сепаратора. Осадок, скапливающийся в шламовом пространстве барабана, с помощью поршня 26 периодически удаляется через разгрузочные щели 27 в основании 2.

Планки 16, выполненные из эластичного материала, надежно герметизируют камеры предварительной сепарации 11 на стыке с внутренней поверхностью пакета тарелок и между их торцами, устраняя возможные утечки части непросепарированной эмульсии (молока) в приемные зоны легкой фракции, сохраняя стабильность ее концентрации. Этой же цели служат планки 17, а планки 19 разделяют в межтарелочных пространствах встречные потоки легкой фракции и эмульсии, поступающей из камер 11, предотвращая унос частиц легкой фракции на повторное сепарирование, для чего длина этих планок всегда остается больше половины длины образующей конуса тарелки и может достирать ее длины в зависимости от вязкости сепарируемой эмульсии, соотношения в ней легкой и тяжелой фракций и ряда других факторов.

Предотвращение утечки части непросепарированной эмульсии в приемные зоны легкой фракции, предотвращение столкновения потоков в межтарелочных пространствах существенно улучшает процесс сепарирования, повышая его эффективность и производительность сепаратора.

Кроме того, установка планок 19 сокращает число шипиков на тарелках пакета, а они являются турбулизаторами потоков, а т.к. таких турбулизаторов стало меньше, то эффективность сепарирования повышается, дополнительно эти планки сокращают площадь растекания эмульсии по межтарелочным пространетвам (снижается потеря доли угловой ее скорости), что также повышает эффективность сепарирования.

Изобретение может быть использовано в сепараторах открытого, полузакрытого и закрытого (герметического) исполнения.

Формула изобретения

Сепаратор для разделения эмульсий, преимущественно молока, включающий установленный на вертикальном валу барабан, расположенный в нем тарелкодержатель с пакетом конических тарелок, каждая из которых имеет на верхнем торце и конической поверхности планки, камеры предварительной сепарации, образованные перегородками, прикрепленными к тарелкодержателю, размещенные между камерами приемные зоны легкой фракции, приемную трубу для ввода исходной эмульсии и напорные диски отвода легкой и тяжелой фракций, отличающийся тем, что планки на верхних торцах конических тарелок выполнены из эластичного материала, например резины, и имеют толщину, большую зазора между торцами смежных тарелок, при этом планки, укрепленные на конических поверхностях тарелок, имеют разную длину, причем часть из них имеет длину не более 1/3 длины образующей конуса тарелки, а другая часть планок имеет длину больше половины длины указанной образующей.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3