Центрифуга "вихрь" для разделения жидких неоднородных сред, суспензий, эмульсий

Центрифуга для разделения жидких неоднородных сред относится к технологическому оборудованию, предназначенному для разделения жидких неоднородных сред в различных отраслях промышленности на составляющие их фракции в поле действия центробежных сил. Центрифуга для разделения жидких неоднородных сред содержит фильтрующее устройство, смонтированное на основании корпуса–днища, состоящее из обечайки, верхней крышки, двух валов - приводного и опорного полого с радиальными отверстиями и пакетов съемных мембранных фильтроэлементов (ПСМФЭ) и комплектов турбулизаторов. ПСМФЭ закреплены через уплотнение проставки на опорном валу, закрепленном на корпусе-днище. Комплект турбулизаторов через регулирующие сегменты смонтирован между верхним приводным и нижним опорным турболизатороми, и верхний приводной турболизатор соединен с приводным валом, концентрично сопряженным с опорным неподвижным валом. Вращение комплекта турболизаторов обеспечивается через шкив, насаженный на вал от приборного электрического двигателя, установленного на раме, закрепленного вертикально через ременную передачу. При этом вращение происходит на оборотах от 200 до 800 и от 800 до 2000 об/мин. Также в неподвижном полом валу в днище просверлено отверстие для отвода чистого фильтрата через фланец с патрубком. На верхней крышке установлены штуцеры для манометра, предохранительные клапаны и штуцер ввода исходной смеси. К основанию корпуса-днища на периферической части закреплен сборник концентрата и для стабилизации давления на трубе отвода установлен дроссельный клапан. Герметичность корпуса обеспечивается установкой прокладок к сварным соединениям, а узел выхода приводного вала герметизируется манжетами или торцевыми уплотнениями. Техническим результатом является повышение ресурса работы центрифуги, увеличение производительности фильтрации, снижение металлоемкости и энергоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Предложенное изобретение - центрифуга «Вихрь» для разделения жидких неоднородных сред, относится к технологическому оборудованию, предназначенному для разделения жидких неоднородных сред в различных отраслях промышленности на составляющие их фракции в поле действия центробежных (гравитационных) сил, используя фильтрующий микровихревой механизм, микрофильтрацию, ультрафильтрацию, нанофильтрацию.

Предложенная центрифуга «Вихрь» для разделения жидких неоднородных сред, включающая фильтрующее устройство, смонтированное на основании корпуса-днища из обечайки, верхней крышки, двух валов - приводного и опорного полого с радиальными отверстиями и пакетов съемных мембранных фильтроэлементов (далее ПСМФЭ) и комплектов турбулизаторов. ПСМФЭ закреплен через уплотнение проставки на опорном валу, который закреплен на корпусе-днище. Комплект турбулизаторов двигателя, установленного на раме, закрепленного вертикально через ременную передачу, через регулирующие сегменты смонтирован между верхним приводным и нижним опорным турболизаторами. Верхний приводной турболизатор соединен с приводным валом, концентрично сопряженным с опорным неподвижным валом. Вращение комплекта турболизаторов обеспечивается через шкив, насаженный на вал от приборного электрического двигателя, установленного на раме, закрепленного вертикально через ременную передачу Вращение происходит на малых оборотах от 200 до 800 и от 800 до 2000 об/мин. В неподвижном полом валу в днище просверлено отверстие для отвода чистого фильтрата через фланец с патрубком. На верхней крышке установлены штуцеры для манометра, предохранительные клапаны и штуцер ввода исходной смеси. К основанию корпуса-днища на переферической части закреплен сборник концентрата. Для стабилизации давления на трубе отвода установлен дроссельный клапан. Герметичность корпуса обеспечивается установкой прокладок к сварным соединениям. Узел выхода приводного вала герметизируется манжетами или торцевыми уплотнениями.

Описание изобретения.

Изобретение - предложенная центрифуга «Вихрь», относится к технологическому оборудованию для разделения жидких неоднородных сред и может быть использовано в пищевой, микробиологической, нефтехимической, фармацевтической, медицинской, лесной, машиностроительной, электроэнергетической, металлургической, легкой и других отраслях промышленности, а также в строительстве, сельском и коммунальном хозяйствах. Используется как одна центрифуга в виде одного модуля, так и модульные установки в виде различного колличества модулей.

Известен мембранный аппарат ((19) RU(11) 2072252 (13) С1). Мембранный аппарат, содержащий набор чередующихся мембранных и промежуточных элементов с каналами для протока разделяемой смеси, концентрата и пермеата, в котором мембранные и промежуточные элементы выполнены в виде рамок с устройствами, снабженнный прокладками, выполненными в виде рамок и расположенными по обе стороны мембранных и промежуточных элементов, при этом внутренние размеры прокладок меньше размеров окна рамок мембранных и промежуточных элементов, а дренажные устройства размещены в зазоре между прокладками каждого элемента.

Известный мембранный аппарат обеспечивает только фильтрацию и имеет ряд недостатков, которые уменьшают производительность данного аппарата:

1) повышение его производительности и разделяющей способности достигается все еще за счет высоких показателей энергоемкости и металлоемкости, его себестоимости;

2. степень обезвоживания твердой фракции невысокая;

3) жидкая среда проходит большой участок пути, не получив предварительной фильтрации;

4) мембраны несъемные и не имеют саморегенерации, что требует дополнительной остановки для выполнения этих действий, а также несъемность мембран не позволяет применять их для различных видов фильтрации;

5) в течение всего рабочего периода разделения на поверхности мембраны образуется осадок различных веществ, в том числе и коллоидных, которые затрудняют работу аппарата.

Т.о, ставится задача решения всех перечисленных выше проблем, усовершенствования аппарата, повышения производительности, понижения энерго- и металлоемкости, уменьшения затрат на него.

Предложенная центрифуга «Вихрь» решает все эти задачи за счет введения следующего:

1) двух валов - приводного и опорного полого с радиальными отверстиями;

2) пакета съемных мембранных фильтроэлементов (ПСМФЭ) разных размеров и пористости;

3) комплекта турбулизаторов, раскручивающих жидкости и смывающих непрошедшую через мембраны фракцию;

4) комплект турбулизаторов через регулирующие сегменты монтируется между верхним приводным и нижним опорным турболизатороми. Верхний приводной турболизатор соединен с приводным валом, концентрично сопряженным с опорным неподвижным валом;

5) вращение комплекта турболизаторов обеспечивается через шкив, насаженный на вал от приборного электрического двигателя, установленного на раме, закрепленного вертикально через ременную передачу (вращение происходит на малых оборотах от 200 до 800 и от 800 до 2000 об./мин).

Технический результат предложенной центрифуги и задача изобретения заключается в:

1) повышении производительности, пропускной способности; повышении производительности за счет введения модульных установок;

2) повышении разделяющей способности сред на высоком уровне микрофильтрации, ультрафильтрации, нанофильтрации;

3) использовании совмещения процессов центрифугирования и фильтрации;

4) понижении удельной металлоемкости, энергоемкости, снижении энергетических затрат, а следовательно, и себестоимости аппарата;

5) упрощении конструкции аппарата и технологии его изготовления;

6) достижении более высокой эффективности переработки жидких неоднородных сред, суспензий, эмульсий;

7) в увеличении проходимости фильтруемого материала по центрифуге «Вихрь», начиная с самого начала пути движения фильтруемой массы;

8) повышении степени обезвоженности разделяемых масс.

Для достижения технического результата и решения задачи изобретения предложена центрифуга «Вихрь» для разделения жидких неоднородных сред, включающая фильтрующее устройство, смонтированное на основании корпуса-днища из обечайки, верхней крышки, двух валов - приводного и опорного полого с радиальными отверстиями и ПСМФЭ и комплекта турбулизаторов. ПСМФЭ закреплен через уплотнение проставки на опорном валу, закрепленом на корпусе-днище. Комплект турбулизаторов, закрепленный вертикально, через регулирующие сегменты укреплен между верхним приводным и нижним опорным турболизатороми. Верхний приводной турболизатор соединен с приводным валом, концентрично сопряженным с опорным неподвижным валом. Вращение комплекта турболизаторов обеспечивается через шкив, насаженный на вал от приборного электрического двигателя, установленного на раме, закрепленного вертикально через ременную передачу. Вращение происходит на малых оборотах от 200 до 800 и от 800 до 2000 об/мин. В неподвижном полом валу в днище просверлено отверстие для отвода чистого фильтрата через фланец с патрубком. На верхней крышке установлены штуцеры для манометра, предохранительные клапаны и штуцер ввода исходной смеси. К основанию корпуса- днища на периферической части закреплен сборник концентрата. Для стабилизации давления на трубе отвода установлен дроссельный клапан. Герметичность корпуса обеспечивается установкой прокладок к сварным соединениям.

Электродвгатель на чертеже не показан.

Пояснения к чертежу Центрифуга «Вихрь» для разделения жидких неоднородных сред:

1 - верхний приводной вал

2 - шкив

3 - верхняя крышка

4 - опорный неподвижный вал

5 - штуцер ввода

6 - болт для закрепления

7 - обечайка

8 - комплект турбулизаторов

9 - верхний приводной турбулизатор

10 - регулирующие сегменты

11 - ПСМФЭ

12- корпус-днище

13 - предохранительный клапан

14 - уплотнение проставки

15 - штуцер для манометра

16 - нижний опорный турболизатор

17 - болт для стяжки

18 - верхний фланец

19 - нижний фланец

20 - патрубок

21 - сборник концентрата

22 - отверстие в днище

23 - штуцер

24 - труба отвода

25 - радиальные отверстия

26 - дроссельный клапан

Центрифуга «Вихрь» для разделения жидких неоднородных сред включает фильтрующее устройство, смонтированное на основании корпуса-днища (12), из обечайки (7), верхней крышки (3), закрепленной болтом (6); двух валов - приводного (1) и опорного полого(4), в котором находятся радиальные отверстия (25) и ПСМФЭ (11) и комплект турбулизаторов (8). ПСМФЭ закреплен через уплотнение проставки (14) на опорном валу (4), который тесно закреплен на корпусе-днище (12). Комплект турбулизаторов (8) через регулирующие сегменты (10) смонтирован между верхним приводным турболизатором (9) и нижним опорным турболизатором (16), которые стянуты болтом (17). Верхний приводной турболизатор (9) посредством сварки соединен с приводным валом (1), который концентрично сопряжен с опорным неподвижным валом (4). Опорный неподвижный вал (4) прикреплен верхним фланцем (18) к днищу (12). Вращение комплекта турболизаторов обеспечивается через шкив (2), насаженный на вал (1) от приборного электрического двигателя, установленного на раме, закрепленного вертикально через ременную передачу.

В месте установки неподвижного вала (4) в днище просверлено отверстие для отвода чистого фильтрата через нижний фланец (19) с патрубком (20). На верхней крышке установлены штуцер для манометра (15), предохранительные клапаны (13) и штуцер ввода (5) исходной смеси. К основанию корпуса-днища (12) на переферической части закреплен сборник концентрата (21). Отфильтрованные фракции (концентрат) направляются через отверстие (22) в днище (12) из сборника концентрата (21) и через штуцер (23) отводятся из фильтрующего устройства - центрифуги. Для стабилизации давления на трубе отвода (24) установлен дроссельный клапан (26).

Герметичность корпуса обеспечивается установкой прокладок к сварным соединениям. Узел выхода приводного вала герметизируется манжетами или торцевыми (стандартными) уплотнениями.

Центрифуга «Вихрь работает следующим образом.

Поступающая в установку исходная смесь через штуцер ввода (5) под давлением подающего насоса прокачивается через ПСМФЭ (11) и попадает в полый опорный вал (4) через радиальные отверстия (25), далее через выходной патрубок (20) фильтрат выводится из центрифуги. Комплект турбулизаторов и регулирующих сегментов стянут болтами (17) и при вращении обеспечивает движение исходной смеси над поверхностью ПСМФЭ, не допуская загрязнения очищающейся поверхности. Под действием центробежной силы неотфильтрованная фракция, как более тяжелая, отбрасывается на переферию и под собственной тяжестью собирается в нижней части на переферии, откуда выдавливается поступающим потоком через дроссельный клапан (26), Для стабилизации давления на штуцере (23) на трубе отвода (24) установлен дроссельный клапан (26).

Таким образом, достигается технический результат изобретения и решаются все задачи, поставленные выше. Вращение комплекта турбулизаторов образует вихревое движение, обеспечивающее саморегенерацию ПСМФЭ, и предотвращает забивание их пор твердой фазой, что позволяет повысить ресурс работы центрифуги «Вихрь», а также увеличить производительность, уменьшить габариты, снизить металлоемкость и энергоемкость.

1. Центрифуга для разделения жидких неоднородных сред, содержащая фильтрующее устройство, смонтированное на основании корпуса-днища, состоящее из обечайки, верхней крышки, двух валов - приводного и опорного полого с радиальными отверстиями и пакетов съемных мембранных фильтроэлементов (ПСМФЭ) и комплектов турбулизаторов, где ПСМФЭ закреплены через уплотнение проставки на опорном валу, закрепленном на корпусе-днище, комплект турбулизаторов через регулирующие сегменты смонтирован между верхним приводным и нижним опорным турболизаторами, и верхний приводной турболизатор соединен с приводным валом, концентрично сопряженным с опорным неподвижным валом, а вращение комплекта турболизаторов обеспечивается через шкив, насаженный на вал от приборного электрического двигателя, установленного на раме, закрепленного вертикально через ременную передачу, при этом вращение происходит на оборотах от 200 до 800 и от 800 до 2000 об/мин, также в неподвижном полом валу в днище просверлено отверстие для отвода чистого фильтрата через фланец с патрубком, на верхней крышке установлены штуцеры для манометра, предохранительные клапаны и штуцер ввода исходной смеси, к основанию корпуса-днища на переферической части закреплен сборник концентрата и для стабилизации давления на трубе отвода установлен дроссельный клапан, кроме того, герметичность корпуса обеспечивается установкой прокладок к сварным соединениям, а узел выхода приводного вала герметизируется манжетами или торцевыми уплотнениями.

2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что ПСМФЭ применяются разных размеров и пористости.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть применено в технологии подготовки жидкого навоза для использования в качестве органического удобрения, в которой предусмотрен процесс разделения на фракции.

Изобретение относится к горному делу, переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в угольной, горнорудной и химической отрасляхпромышленности для обезвоживания тонкоизмельченных продуктов.

Группа изобретений относится к области биохимии. Предложено устройство для центробежного фильтрования для отделения живых клеток и система отделения клеток.

Изобретение относится к крахмалопаточному производству и предназначено, преимущественно, для выделения крахмальной суспензии из картофеля и может быть также использовано для разделения сырья растительного происхождения.

Изобретение относится к области гидротранспорта сыпучих материалов, шламов, в частности для перекачивания жидкостей со значительным содержанием взвеси, обладающей абразивной способностью.

Группа изобретений относится к центрифуге периодического действия и к способу изготовления кожуха для центрифуги периодического действия. Кожух центрифуги периодического действия с барабаном имеет отверстия для отвода жидкости, получаемой при центрифугировании, причем отверстия имеют поперечное сечение в форме эллипса.

Изобретение относится к центрифуге периодического действия и может быть использовано, в частности, для отделения кристаллического сахара от суспензий кристаллического сахара.

Изобретение относится к области механического разделения суспензий с помощью центробежных машин и может быть использовано в пищевых, химических, микробиологических и других производствах.

Изобретение относится к горному делу, переработке и обогащению полезных ископаемых и может быть использовано в угольной, горнорудной и химической промышленности для обезвоживания тонкоизмельченных материалов.

Изобретение относится к мембранным устройствам разделения для применения в процедурах обработки крови. Устройство фильтрации крови содержит: цилиндрический корпус; внутренний элемент, установленный внутри корпуса; пористую мембрану, расположенную на расстоянии от стенки корпуса или поверхности внутреннего элемента с образованием кольцевого зазора между ними, при этом корпус и внутренний элемент могут вращаться друг относительно друга; впуск для направления цельной крови, в кольцевой зазор, первый выпуск для направления плазмы, проходящей через мембрану в контейнер для сбора; и второй выпуск для направления из кольцевого зазора оставшихся компонентов крови, причем устройство дополнительно содержит область высокой перфузии, покрытую мембраной, и непроточную область и содержит радиальный выступ, который отделяет область высокой перфузии от непроточной области.

Изобретение относится к устройствам разделения цельной крови, системам и контурам, включающим указанное устройство разделения, а также к способу обработки цельной крови.

Изобретение относится к способу фильтрации и устройству разделения частиц, а именно отделения ценного металла от ненужного материала в смеси, содержащей воду. Устройство для сбора минеральных частичек в суспензии или отходах может быть выполнено в форме фильтра, конвейерной ленты или импеллера, имеющих накопительный участок, содержащий поверхности накопления, предназначенный для контакта со смесью, выполненный или покрытый синтетическим материалом, который имеет функциональную группу для прикрепления минеральных частичек.

Изобретение относится к области разделения, концентрирования и опреснения различных растворов методами обратного осмоса и ультрафильтрации. Вертикальный мембранный аппарат состоит из корпуса с фланцами, установленным внутри него мембранным модулем, патрубками для ввода исходной жидкости и отвода фильтрата, турбулизатором в мембранном модуле конусной формы с нанесенной на его внутреннюю пористую поверхность полупроницаемой мембраной, установленным в подшипниках со стороны ввода исходной жидкости и отвода фильтрата и концентрата, и состоит из трех участков: первый участок выполнен в виде ступицы, закрепленной в подшипнике в патрубке для ввода исходного раствора, на конце которого смонтирован пропеллер с лопастями, вращающимися под действием входного потока жидкости с передачей крутящего момента турбулизатору; второй участок выполнен в виде конусообразного вала с винтовыми спиралями, при этом турбулизатор совершает вращательное движение путем принудительного изменения давления исходной жидкости в патрубке для ввода исходной жидкости посредством раскручивания лопастей пропеллера; третий участок выполнен полым и снабжен планетарной зубчатой передачей для обеспечения вращения турбулизатора и мембранного модуля под действием потока жидкости, причем отвод концентрата осуществляется через окна в полой части турбулизатора, а фильтрата - через отверстие во фланце, установленном со стороны отвода фильтрата и концентрата.

Изобретение относится к области очистки жидкостей от нерастворимых примесей, например к очистке природных и сточных вод. .

Изобретение относится к области разделения суспензий промышленного, сельскохозяйственного и бытового назначения. .

Изобретение относится к области разделения суспензий промышленного, сельскохозяйственного и бытового назначения и может быть использовано в различных отраслях промышленности.

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких средств методами микрофильтрации, ультрафильтрации, нанофильтрации и обратного осмоса и может найти широкое применение для глубокой очистки промышленных стоков и для получения питьевой воды.

Изобретение относится к области химической технологии и может быть использовано при очистке и концентрировании токсичных растворов, в том числе радиоактивных высокого уровня активности.

Изобретение относится к водоснабжению и может использоваться для доочистки питьевой воды. .

Центрифуга для разделения жидких неоднородных сред относится к технологическому оборудованию, предназначенному для разделения жидких неоднородных сред в различных отраслях промышленности на составляющие их фракции в поле действия центробежных сил. Центрифуга для разделения жидких неоднородных сред содержит фильтрующее устройство, смонтированное на основании корпуса–днища, состоящее из обечайки, верхней крышки, двух валов - приводного и опорного полого с радиальными отверстиями и пакетов съемных мембранных фильтроэлементов и комплектов турбулизаторов. ПСМФЭ закреплены через уплотнение проставки на опорном валу, закрепленном на корпусе-днище. Комплект турбулизаторов через регулирующие сегменты смонтирован между верхним приводным и нижним опорным турболизатороми, и верхний приводной турболизатор соединен с приводным валом, концентрично сопряженным с опорным неподвижным валом. Вращение комплекта турболизаторов обеспечивается через шкив, насаженный на вал от приборного электрического двигателя, установленного на раме, закрепленного вертикально через ременную передачу. При этом вращение происходит на оборотах от 200 до 800 и от 800 до 2000 обмин. Также в неподвижном полом валу в днище просверлено отверстие для отвода чистого фильтрата через фланец с патрубком. На верхней крышке установлены штуцеры для манометра, предохранительные клапаны и штуцер ввода исходной смеси. К основанию корпуса-днища на периферической части закреплен сборник концентрата и для стабилизации давления на трубе отвода установлен дроссельный клапан. Герметичность корпуса обеспечивается установкой прокладок к сварным соединениям, а узел выхода приводного вала герметизируется манжетами или торцевыми уплотнениями. Техническим результатом является повышение ресурса работы центрифуги, увеличение производительности фильтрации, снижение металлоемкости и энергоемкости. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Наверх