Центрифуга непрерывного действия с цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенкой

Изобретение относится к центробежным устройствам, а также к роторам центробежных устройств, предназначенным для разделения жидких смесей под действием центробежных сил способом фильтрования, и может быть использовано в непрерывных технологиях очистки, осушения и промывки в химической, горной, металлургической и пищевой отраслях промышленности. Центрифуга непрерывного действия содержит вертикально установленный на приводном валу ротор, устройство для загрузки исходного продукта, а также кожухи для сбора и отведения разделенных составляющих. Ротор центрифуги оборудован цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенкой для разделения исходного продукта и одновременного перемещения осушаемой массы в зону выгрузки. Вращение цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенки относительно корпуса ротора осуществляется с помощью дополнительного бесступенчатого привода. Техническим результатом является обеспечение заданных параметров разделения жидкой смеси, непрерывного продвижения осушаемой массы цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенкой, обеспечение разгрузки и постоянного восстановления фильтрующей способности стенки. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Предлагаемое устройство предназначено для разделения жидких смесей под действием центробежных сил способом фильтрования и может быть использовано в непрерывных технологиях очистки, осушения, промывки (в том числе многоступенчатой) в химической, горной, металлургической, коммунальной и пищевой отраслях.

Конструкция предлагаемого устройства проста и надежна, может работать в жестких условиях среды и нагрузок при постоянном восстановлении характеристики фильтрующей поверхности.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ближайшим аналогом к заявленному устройству относится патент РФ №2213626, кл. В04В 3/08, В04В 7/08 2003: центрифуга непрерывного действия, содержащая вертикально установленный на приводном валу ротор с перфорированными стенками, вокруг которых смонтированы приводные конвейерные фильтрующие ленты, ротор выполнен в форме короба, имеющего в сечении форму прямоугольника, а фильтрующие ленты смонтированы на двух более удаленных друг от друга противоположных стенках ротора, при этом фильтрующие ленты снабжены отдельным приводом.

Недостатками данной конструкции являются:

- использование конвейерных фильтрующих лент, что требует сложных очищающих устройств и регулярной замены лент, так как фильтрующая способность их в процессе работы быстро снижается;

- использование для фильтрования ограниченной площади, что ведет к увеличению габаритов и материалоемкости, и непроизводительным энергозатратам;

- невозможность применения жестких скоростных режимов, так как при увеличении центробежных нагрузок конвейерные ленты остановятся.

Задача изобретения - обеспечение непрерывного продвижения осушаемой массы фильтрующей стенкой, выгрузки ее из ротора и постоянное восстановление характеристики фильтрующей поверхности.

Поставленная задача решается за счет того, что центрифуга непрерывного действия с цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенкой, содержащая вертикально установленный на приводном валу ротор, устройство для загрузки исходного продукта, а также кожухи для сбора и отведения разделенных составляющих, имеет ротор, оборудованный цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенкой (ЦСФС) для разделения исходного продукта под действием центробежных сил и одновременного перемещения осушаемой массы в зону выгрузки за счет вращения ЦСФС относительно корпуса ротора с помощью дополнительного бесступенчатого привода.

В ободе корпуса ротора равномерно и равноудаленно от оси ротора установлены, с возможностью вращения, опорно-приводные стойки, в средней части которых выполнен цилиндрический канал, равный высоте ЦСФС, а в верхней и нижней частях на утолщениях - отдельные кольцевые канавки, при этом получившиеся опорные буртики по высоте соответствуют толщине фильтрующей стенки.

Цилиндрическая саморазгружающаяся фильтрующая стенка выполнена в виде цилиндрической пружины из прямоугольного профиля с плотной укладкой витков.

Профиль пружины подвергнут предварительному калиброванному рифлению широкой стороны, которая при формировании пружины становится смежной, а полученная цилиндрическая стенка имеет заданную фильтрующую характеристику.

ЦСФС установлена в пространство над корпусом ротора, ограниченное опорно-приводными стойками на опорные буртики, верхний и нижний витки разведены в соответствующие кольцевые канавки стоек.

Начало и конец пружины соединены между собой, причем эта часть профиля имеет вид свободного витка обратного направления и уложена в направляющее устройство, неподвижно закрепленное на корпусе ротора.

Опорно-приводные стойки имеют синхронный привод от бесступенчатого импульсного вариатора планетарного типа, расположенного под плоскостью корпуса ротора, обеспечивающий дополнительное вращение ЦСФС относительно корпуса ротора.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными необходимы и достаточны для достижения технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Технический результат в совокупности с достигнутой функциональностью изложен ниже со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг.1 - схематично изображена центрифуга непрерывного действия с цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенкой;

фиг.2 - схематично изображено размещение верхнего, нижнего и свободного (обратного направления) витков в пространстве, ограниченном опорно-приводными стойками, цилиндрическая поверхность, ограниченная линиями верхнего и нижнего витков, есть цилиндрическая пружина с плотно уложенными витками из прямоугольного профиля;

фиг.3 - схематично изображено направляющее устройство;

фиг.4 - изображена опорно-приводная стойка с цилиндрическим каналом в средней части, с отдельными кольцевыми канавками в верхней и нижней части, с размещением на ней ЦСФС;

фиг.5 - схематично изображены варианты рифления профиля пружины.

Центрифуга непрерывного действия с цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенкой содержит привод 1, на вертикальном валу 2 которого жестко закреплен корпус ротора 3. На ободе корпуса ротора, также вертикально, установлены с возможностью вращения опорно-приводные стойки 4. Опорно-приводные стойки в своей средней части имеют канал цилиндрической формы, а на утолщении в верхней и нижней частях - отдельные кольцевые канавки 6. Утолщения в верхней и нижней частях стоек образуют опорные буртики 5. Такая форма опорно-приводных стоек, равноудаленных от оси ротора и равномерно распределенных по окружности, обеспечивает устойчивое размещение на корпусе ротора и дополнительное вращение относительно его цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенки (ЦСФС) 7.

ЦСФС устанавливается в пространство, ограниченное опорно-приводными стойками 4 на опорные буртики 5 в виде предварительно сформированной цилиндрической пружины из рифленого прямоугольного профиля.

Нижний 8 и верхний 9 витки пружины разводятся в нижние и верхние соответственно кольцевые канавки 6 опорно-приводных стоек 4, а верхний и нижний концы пружины соединяются между собой с образованием свободного витка обратного направления 10, который размещен в П-образном канале 11 направляющего устройства 12, неподвижного относительно корпуса ротора, и может перемещаться внутри него. Это позволяет иметь постоянно разомкнутые верхний и нижний витки пружины, что обеспечивает в верхней части размыкание фильтрующей стенки и удаление с нее осушенного продукта под действием центробежной силы, а в нижней части - формирование фильтрующей стенки.

Опорно-приводные стойки 4 имеют продолжение под корпус ротора 3. На каждой из них смонтированы шестерня и механизм свободного хода 16, что является ведомыми элементами механического импульсного вариатора планетарного типа. Этот привод является дополнительным от основного и обеспечивает вращение ЦСФС относительно корпуса ротора с изменяемой частотой от ноля до максимума.

На корпусе ротора неподвижно устанавливается рабочий стол 17, имеющий форму диска, диаметр которого несколько меньше внутреннего диаметра ЦСФС. Плоскость диска размещена выше нижней кромки ЦСФС, чтобы учесть эффект растекания загружаемой массы. Кроме функции предварительного раскручивания загружаемой массы и равномерного перемещения ее на фильтрующую стенку, рабочий стол может быть обеспечен дополнительными (например, функцией измельчения).

Принцип работы центрифуги непрерывного действия с ЦСФС.

Ротор и ЦСФС раскручиваются приводными устройствами. Жидкая смесь подается через загрузочное устройство 13 на поверхность рабочего стола 17 ротора, с которого под действием центробежных сил попадает на внутреннюю поверхность фильтрующей стенки. Жидкая фаза под действием центробежных сил отфильтровывается через отверстия перфорации ЦСФС и собирается в кожухе-поддоне 15 для отведения. Дополнительное вращение ЦСФС относительно ротора обеспечивает перемещение осушаемой массы по винтовой траектории от основания цилиндра к его верхней кромке - зоне выгрузки. Осушенный продукт выбрасывается центробежной силой в кожух 14.

Импульсный вариатор дополнительного привода позволяет изменять частоту вращения ЦСФС от ноля до максимума относительно корпуса ротора, тем самым изменяя время нахождения осушаемой массы на стенке фильтрующего цилиндра.

1. Центрифуга непрерывного действия, содержащая вертикально установленный на приводном валу ротор, устройство для загрузки исходного продукта, а также кожухи для сбора и отведения разделенных составляющих, отличающаяся тем, что ротор центрифуги оборудован цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенкой для разделения исходного продукта и одновременного перемещения осушаемой массы в зону выгрузки за счет вращения цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенки относительно корпуса ротора с помощью дополнительного бесступенчатого привода.

2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе ротора центрифуги равноудаленно от оси ротора и равномерно по окружности установлены с возможностью вращения опорно-приводные стойки с опорными буртиками и кольцевыми канавками.

3. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что цилиндрическая саморазгружающаяся фильтрующая стенка выполнена в виде цилиндрической пружины из прямоугольного профиля с плотной укладкой витков.

4. Центрифуга по п.3, отличающаяся тем, что профиль пружины подвергнут предварительному калиброванному рифлению широкой стороны, которая при формировании пружины становится смежной, а полученная цилиндрическая стенка имеет заданную фильтрующую характеристику.

5. Центрифуга по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что цилиндрическая саморазгружающаяся фильтрующая стенка установлена в пространство над корпусом ротора, ограниченное опорно-приводными стойками на опорные буртики, а верхний и нижний витки разведены в соответствующие кольцевые канавки стоек.

6. Центрифуга по п.3 или 4, отличающаяся тем, что часть профиля, соединяющая начало и конец пружины, имеет вид свободного витка обратного направления и уложена в направляющее устройство, неподвижно закрепленное на корпусе ротора.

7. Центрифуга по п.2, отличающаяся тем, что опорно-приводные стойки имеют синхронный привод от бесступенчатого импульсного вариатора планетарного типа, расположенного под плоскостью корпуса ротора, обеспечивающего дополнительное вращение цилиндрической саморазгружающейся фильтрующей стенки относительно корпуса ротора.