Устройство для разделения двухкомпонентных жидких сред


 


Владельцы патента RU 2480292:

Павлов Андрей Александрович (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "Союзнефтегаздинамикк" (RU)

Изобретение относится к оборудованию для разделения многокомпонентных жидких сред в поле действия центробежных и вихревых подъемных сил и может быть использовано в пищевой, микробиологической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Устройство для разделения двухкомпонентных жидких сред включает корпус с питающей трубкой и установленный в нем вертикально на валу цилиндрический ротор с основанием и крышкой, внутри которого размещена камера с каналом отвода первой фракции и каналом отвода второй фракции. Канал отвода первой фракции размещен в основании ротора. В нижней части корпуса между основанием ротора и днищем корпуса расположена камера первой сепарации. По оси камеры сепарации выполнен трубопровод первой фракции с входным отверстием. Верхняя часть трубопровода, открытая по торцу, расположена внутри ротора и содержит внутри трубопровод второй фракции с нижним каналом выхода в полость ротора. Верхняя часть трубопровода второй фракции, являющаяся выходным каналом для второй фракции, герметично закреплена в крышках ротора и корпуса. При этом в крышке корпуса расположен основной канал для отвода первой фракции. Технический результат изобретения заключается в увеличении производительности центрифуги и упрощении конструкции. 1 ил.

 

Изобретение относится к оборудованию для разделения многокомпонентных жидких сред в поле действия центробежных и вихревых подъемных сил и может быть использовано в пищевой, микробиологической, нефтехимической, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Известна центрифуга для разделения жидкой многофазной среды, включающая установленный на валу ротор, состоящий из вертикально расположенной конусообразной сплошной обечайки с крышкой, обращенной большим основанием вниз, и связанного с ней цилиндрического основания, средство отвода твердой фракции, размещенную внутри ротора по его оси фильтрующую обечайку с торцевыми дисками и отводным патрубком фильтрата и распложенную по оси ротора неподвижную трубу (SU 1630851 A, B04B 1/10, 28.02.91). Торцовый нижний диск фильтрующей обечайки прикреплен к основанию ротора с образованием зоны отвода фильтрата. Фильтрующая обечайка вращается с ротором. В верхней части конусообразной обечайки расположена камера для буферной жидкости, отделенная от полости ротора поршневой заслонкой, при этом в боковой стенке камеры для буферной жидкости выполнены радиальные калиброванные отверстия. При помощи подачи и отвода буферной жидкости изменяется объем полости внутри обечайки и изменяется давление среды, что создает обратный ток фильтрата через фильтрующую обечайку и обеспечивает регенерацию ее фильтрующей поверхности.

Известна центрифуга для разделения многокомпонентной жидкой среды, содержащая корпус с патрубками подвода суспензии и отвода фильтрата и осадка, установленный на вертикальном валу конусообразный ротор с днищем и крышкой и размещенный внутри него на днище цилиндрический мембранный фильтр с расположенным на его торце диском, снабженный электромагнитным устройством для регенерации фильтрующей поверхности (SU 1611449 A1, B04B 1/10, 07.12.90). Недостаток этой центрифуги заключается в том, что она обеспечивает разделение среды лишь на две фракции (твердую и жидкую) и в ней невозможна саморегенерация мембранного фильтра. Наличие электромагнитного устройства усложняет ее конструкцию.

Общим недостатком данных центрифуг является использование только для разделения твердой и многокомпонентной жидкой фазы. Отверстия фильтрующей обечайки забиваются осадком, для удаления которого необходима периодичная регенерация ее фильтрующей поверхности, что уменьшает производительность центрифуги, качество разделяемых жидких фаз на фракции невозможно. Центрифуги относятся к классу аппаратов периодического действия и в ней не обеспечена возможность саморегенерации мембранного фильтра.

Ближайшим техническим решением к предложенному является устройство для разделения двухкомпонентных жидких сред, включающее корпус с питающей трубой и установленный в нем вертикально на валу цилиндроконический ротор с основанием и крышкой, внутри которого размещена неподвижная камера с каналом отвода 1-ой фракции, размещенным в основании ротора, и каналом отвода 2-ой фракции. Внутри ротора размещены неподвижно мембранные фильтры с патрубками отвода фильтрата и легкой фракции (RU 2155102 C1, B04B 1/10, 27.08.2000).

Общим недостатком данных центрифуг является использование только для разделения твердой и многокомпонентной жидкой фазы. При их использовании производительность центрифуги значительно снижается. Конструкции сложны и громоздки.

Технический результат изобретения заключается в увеличении производительности центрифуги, способности выделить из жидкой неоднородной среды более легкую фракцию, например нефть из воды, упрощение конструкции.

Поставленная задача решается за счет использования устройства для разделения двухкомпонентных жидких сред, включающего корпус с питающей трубой, и установленный в нем вертикально на валу цилиндрический ротор с основанием и крышкой, внутри которого размещена камера с каналом отвода 1-ой фракции, размещенным в основании ротора, и каналом отвода 2-ой фракции, при этом в нижней части корпуса между основанием ротора и днищем корпуса расположена камера первой сепарации, по оси которой выполнен трубопровод 1-ой фракции с входным отверстием, верхняя часть трубопровода, открытая по торцу, расположена внутри ротора и содержит внутри трубопровод 2-ой фракции с нижним каналом выхода в полость ротора, верхняя часть трубопровода 2-ой фракции, являющаяся выходным каналом для 2-ой фракции, герметично закреплена в крышках ротора и корпуса, при этом в крышке корпусу расположен канал для отвода 1-ой фракции.

Предлагаемая конструкция поясняется схемой продольного разреза, приведенной на рис.1а. На рис.1б указаны схемы движения потоков.

Устройство состоит:

1 - основной канал отвода 1-ой фракции, 2 - верхняя часть трубопровода, 3 - канал отвода 1-ой фракции, 4 - входное отверстие трубопровода, 5 - питающая трубка, 6 - трубопровод, 7 - трубопровод 2-ой фракции, 8 - герметичное уплотнение, 9 - корпус, 10 - цилиндрический ротор, 11 - вал, 12 - обратный клапан, 13 - выходной канал для 2-ой фракции, 14 - основание, 15 - крышка, 16 - камера, 17 - канал отвода 2-ой фракции.

В предлагаемой конструкции жидкость, состоящая из двух компонентов, заходит по питающей трубке 5 в нижнюю часть корпуса 9, проходя между корпусом 9 и вращающимся валом 11, жидкость приобретает круговое движение, что способствует начальному разделению на легкую и тяжелую фракции. При этом жидкость с большей частью легкой фракции приближается к входному отверстие трубопровода 4, а жидкость с большей частью тяжелой фракции приближается внутренней стенке корпуса 9.

Попадая в входное отверстие трубопровода 4, жидкость по трубопроводу 6 поступает через верхнюю часть трубопровода 2 в камеру 16, где происходит вторая сепарация, позволяющая за счет центробежных сил вращения самой жидкости и кольцевого вращения «А» получить более тщательное отделение легкой фракции. Легкая фракция стремится занять место на стыке основания 14 и трубопровода 6. На рис.1б справа от оси штриховыми линиями обозначены края отделенной фракции по мере ее накопления и соответственно смещение кольцевого вращения «А». Располагая датчики, чувствительные к легкой фракции жидкости, на этих элементах конструкции, процесс разделения становится более эффективным и, как следствие, менее энергоемким. Функция датчиков состоит в определении состава и объема сепарированной легкой фракции жидкости, находящийся вблизи канала отвода 2-ой фракции 17. Полученная информация позволяет принять или отложить решение о извлечении порции 2-ой фракции. Датчики, проводники питания датчиков монтируются (не показаны) в поверхности трубопровода 6 и основания 14, соприкасающихся с камерой 16, а также вала 11. Датчики, проводники питания датчиков не выступают за геометрические размеры конструкции. Существует ряд технических решений для снятия информации с датчиков, находящихся на подвижном объекте. В данном патенте они не рассматриваются так же, как и факт конфигурации установки датчиков. Вполне очевидно, что для принятия решения надо иметь достоверную информацию о процессе сепарации.

Часть жидкости, не вовлеченной в кольцевое вращение «А», выходит из камеры 16 через канал отвода 1-ой фракции 3 в зону первой ступени сепарации ниже основания 14, где разветвляется на два направления: к внутренней стенке корпуса 9 и к входному отверстию трубопровода 4. Последнее создает дополнительное благоприятное условие для вовлечения легких фракций жидкости в циркуляционный процесс по контуру: входное отверстие трубопровода 4, трубопровод 6, верхняя часть трубопровода 2, камера 16, канал отвода 1-ой фракции 3. Все механические элементы этого контура вращаются с одинаковой угловой скоростью, что дает уверенное отстаивание отделенной фракции.

При создании данной конструкции основная проблема состояла в получении компромисса между осуществлением постоянного протока жидкости с вытекающими отсюда неравномерностью движения и созданием камеры, в которой все элементы, в том числе и жидкость, двигаются с одинаковой угловой скоростью, что позволяет эффективнее отделять легкую фракцию от тяжелой при малых затратах. Часть жидкости, содержащая большей частью тяжелую фракцию, удаляется под действием центробежных сил с внутренней поверхности корпуса 9 через основной канал отвода 1-ой фракции 1. Обратный клапан 12 является обязательным элементом конструкции. Он может устанавливаться, как показано на рис.1, в выходном канале для 2-ой фракции 13 либо на трубопроводе 2-ой фракции 7 и предназначен отсекать разрежение давления, возникающее при вращении ротора. Получая информацию от первичных датчиков, установленных на основании 14 и/или на трубопроводе 6, или используя предварительно известную информацию о величине концентрации легкой фракции в разделяемой жидкости, характере ее поведения во времени, производится отбор легкой фракции через выходной канал для 2-ой фракции 13. Отбор производится путем создания более сильного разрежения давления, чем разрежение, создаваемое ротором. На трубопроводе 2-ой фракции 7 установлен обратный клапан 12.

Предложенная конструкция обеспечивает высокую производительность, позволяет уменьшить габариты устройства и снизить его энерго- и металлоемкость. Устройство позволяет повысить чистоту разделения сред.

Устройство для разделения двухкомпонентных жидких сред, включающее корпус с питающей трубкой и установленный в нем вертикально на валу цилиндрический ротор с основанием и крышкой, внутри которого размещена камера с каналом отвода первой фракции, размещенным в основании ротора, и каналом отвода второй фракции, отличающееся тем, что в нижней части корпуса между основанием ротора и днищем корпуса расположена камера первой сепарации, по оси которой выполнен трубопровод первой фракции с входным отверстием, верхняя часть трубопровода, открытая по торцу, расположена внутри ротора и содержит внутри трубопровод второй фракции с нижним каналом выхода в полость ротора, верхняя часть трубопровода второй фракции, являющаяся выходным каналом для второй фракции, герметично закреплена в крышках ротора и корпуса, при этом в крышке корпуса расположен основной канал для отвода первой фракции.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к центробежному сепаратору. .

Изобретение относится к оборудованию для разделения многокомпонентных жидких сред, содержащих дисперсные фракции, соли, кислоты, щелочи и другие растворенные вещества.

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных сред под действием центробежных сил и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидкости, а именно к центробежным сепараторам. .

Изобретение относится к оборудованию для разделения многокомпонентных сред в поле действия центробежных и вихревых подъемных сил и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для разделения многокомпонентной жидкости под действием центробежной силы. .

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидкости на фракции в поле действия центробежных сил. .

Изобретение относится к оборудованию для разделения многокомпонентных жидких сред, содержащих жировую фракцию, и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к оборудованию для разделения многокомпонентных жидких сред и может быть использовано в различных отраслях промышленности. .

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидких многофазных сред на фракции в поле действия центробежных сил и может быть использовано в пищевой, микробиологической, медицинской, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Группа изобретений относится к центрифуге, предназначенной для отделения твердого вещества от жидкости, в частности от смазочного масла двигателя внутреннего сгорания, и к ротору центрифуги. Центрифуга для отделения твердого вещества от жидкости содержит корпус и ротор. Ротор содержит вал, установленный с возможностью вращения в корпусе центрифуги, и выполнен частично как полый вал. Центрифуга содержит барабан для центрифугирования, который может вращаться вместе с валом ротора. Барабан для центрифугирования содержит внутреннее пространство, в которое может подаваться жидкость, подлежащая сепарации, через полость полого вала. В барабане для центрифугирования выполнено, по меньшей мере, одно сливное отверстие, предназначенное для вытекания жидкости из внутреннего пространства. Барабан содержит нижнюю часть и верхнюю часть. При этом для саморазгрузки внутреннего пространства нижняя часть и верхняя часть отстоят друг от друга посредством механизма разъединения и выполнены с возможностью вращения с валом ротора. Верхняя часть барабана направлена для аксиального перемещения на валу ротора и выполнена с возможностью перемещения посредством механизма разъединения параллельно оси ротора в открытое положение, в котором нижняя часть барабана и верхняя часть барабана отстоят друг от друга. На верхней части барабана зацепляется прижимной механизм, предназначенный для увеличения усилий давления между верхней частью барабана и нижней частью барабана в закрытом состоянии барабана для центрифугирования. Техническим результатом является исключение возникновения больших нагрузок на подшипник для установки ротора центрифуги. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к трехфазной центрифуге с выгружающими соплами для отделения легкой фазы, имеющей относительно низкую плотность, и тяжелой фазы, имеющей относительно высокую плотность, из смеси, содержащей эти две жидкости и твердое вещество. Центрифуга с соплами и с устройством для мониторинга и регулирования, в частности, для фиксации и сохранения радиального положения слоя на границе раздела включает в себя ротор, который вращается вокруг оси вращения и формирует впуск для указанной смеси, разделительную камеру, сообщающуюся с указанным впуском и имеющую радиально внутреннюю часть и радиально внешнюю часть, сопла у разделительной камеры, распределенные вокруг оси вращения, для выброса тяжелой фазы и твердого вещества, выпуск для выпуска легкой фазы, переливной выпуск, радиально ограниченный крышкой или уровневым кольцом для выпуска тяжелой фазы, и впуск для подачи дополнительной тяжелой фазы в центрифугу. При этом в пути потока тяжелой фазы, выходящей из центрифуги, расположен датчик для мониторинга величины потока и передачи соответствующего сигнала таким образом, что упомянутая подача дополнительной тяжелой фазы регулируется в ответ на сигнал, причем датчик передает сигнал так, что упомянутая подача дополнительной тяжелой фазы через впуск регулируется в ответ на сигнал для поддержания слоя на границе раздела при заданном радиальном уровне. Техническим результатом является улучшение регулирования слоя на границе раздела с меньшим потреблением воды, энергии, а также снижение эрозии. 5 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх