Центрифуга для отделения твердых частиц от жидкости

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 270274 (21) 2009938/23-13 (51)hA

3 (23) Приоритет — (32) 28.02.73

В 04 В 1/06

Государственный комитет

СССР ио дедам изобретений и открытий (33) (31) 336505

Опубликовано 30.10.80 Бюллетень Мо 40 (53) УДК 66. 067.. 57„(088. 8) Дата опубликования описания 30.1080

1 (72) Автор изобретения

Иностранец

Денис Дж.Дудрей (CldA) Иностранная фирма Дональдсон Компани, Инк. (71} Заявитель (США) (54) ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ОТДЕЛЕНИЯ

ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ ОТ ЖИДКОСТИ

1 2

Изобретение относится к оборудова- разницы в радиальнйх расстояниях КаМер нию для разделения неоднородных жид- от центра вихря. При снижении расхода ких систем с помощью центробежных жидкости через камеру по сравнению с сил, в частности к центрифуге для от- расходом, соответствующим оптимальной деления твердых частиц от жидкости, фильтрации, жидкость-, находящаяся в ка- и может быть использовано в химичес- меРах, поступающая в ротор вблизи его кой, пищевой и,пругих отраслях народ- оси, не может вытеснить жидкость, наного хозяйства. ходящуюся у наружной стенки камеры, в . Наиболее близким решением к иэоб- Результате чего поступающая в сепараретению является известная центрифу- 1О тор жидкость не будет смешиваться с га для отделения твердых частиц от вращающейся массой жидкости, а будет жидкости, содержащая цилиндрический двигаться к выходу иэ тонкого кольцеротор, внутри которого расположена ваго слоя, расположенного во внутренцентральная приемная камера для жид- ней части вихря. Это приводит к тому, кости и установлены коаксиально не 15 что в многокамерной центрифуге посДохоДящие до днища ротора цилиндри тупающая в нее жидкость будет прохоческие перегородки с образованием дить через каналы, расположенные на вертикальных камер для очистки жид- меньшем Радиусе, и количество жидкоскости, укрепленный над перегородками ти, протекающей через каналы, расподиск и щель для вывода очищенной жид- 20 ложеинйе на большем радиусе, будет кости, расположенную в стенке над незначительным, что приводит к снипоследней по ходу движения жидкости жению производительности центрифуги. вертикальной камерой (1) ° Целью изобретения является повыОднако в известной центрифуге не шение производительности центрифуги. удается обеспечить равномерного йро« 25 Это достигается тем, что в предтекания жидкости через все камеры ро- лагаемой центрйфуге в вертикальных тора, что связано с образованием вих- камерах для очистки жидкости раэмеря в каждой камере и различием в мо- щены сепараторы, имеющие MHoaecrso ментах количества движения жидкости, концентрично расположенных каналов, находящейся, в соседных камерах иэ-эа 31) при этом расстояние между каналами

776541

Между камерами 5, 6, и 7, 8 рас.положена промежуточная не пропускающая жидкость цилиндрическая перегородка 28, которая в своей верхней части герметично уплотнена кольцом

14 и служит также во время сборки ротора для центрирования крышки 10

60 с диском 9.

Сменный патрон 20 может быть также образован лентой из слоистого материала, имеющего гофры, и по крайней мере одним слоем непроницаемого

65 для жидкости листового материала.

1 каждого предыдущего по ходу движения жидкости сепаратора превышает расстояние между каналами каждого последующего сепаратора.

При этом сепараторы представляют собой сменные патроны.

Кроме того, каждый сменный патрон

1обраэован цилиндрическими обечайками иэ непроницаемого для жидкости материала, между которыми расположены гофрированные прокладки, гофры которых параллельны оси ротора.

Каждый сменный патрон может быть образован лентой из слоистого материала, имеющего гофры, и по крайней мере один слой непроницаемого для жидкости листового материала.

Кроме того, на днище ротора укреплены радиально ребра, а сепараторы. установлены на последних.

Между диском и верхней торцовой поверхностью сепараторов размещены р ебра.

На фиг. 1 схематично изображена центрифуга для отделения твердых час тиц от жидкости, вид спереди в разрезе; на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. l; 25 на фиг. 3 — сменный патрон, частично, в поперечном. разрезе; на фиг. 4 второй вариант выполнения центрифуги, вид спереди в разрезе; на фиг. 5— разрез Б-Б на Фиг ° 4 30

Центрифуга (фи г. 1, 2 ) содержит цилиндрический ротор l,установленный в верхней, части вертикального вала 2 на опорном фланце 3, расположенную внутри ротора центральную приемную камеру З5 4 для жидкости, установленные внутри ротора коаксиально цилиндрические перегородки с образованием вертикальных камер 5,6,7,8 для очистки жидкости,прикрепленный над перегородками диск

9 к кольцевой крышке 10 посредством винтов 11 с гайками 12, при этом последние расположены на разных диаметрах и снабжены разделительными шайбами,установленными между крышкой 10 и диском 9. Наружный конец диска 9 не до- 45 ходит до внутренней поверхности обечайки ротора 1, образуя кольцевую дросселирующую щель 13 для вывода очищенной жидкости. Щель 13 .расположена над последней по ходу движения 50 жидкости вертикальной камерой 8. На меньшем диаметре к диску 9 винтами

1l прикреплено кольцо 14, имеющее в сечении -образную форму, причем вертикальная стенка кольца расположена под острым углом к его горизонтальной стенке, кольцо которой прикреплено к диску 9, Крышка 10 закреплена на обечайке ротора 1 винтами

15 для воэможности удаления крышки вместе с диском и кольцом 14 при отвинчивании винтов.

Цилиндрические перегородки не доходят до днища 16 ротора, которое вййолнено с углублением по центру ротора и прикреплено к опорному фланцу 3 винтами 17, Верхняя часть обечайки ротора 1 утолщена и имеет резьбовые отверстия, в которые ввернуты винты

18 (Аллена), причем s каждом винте имеется отверстие 19 для ограничения количества вытекающей наружу иэ обечайки ротора жидкости.

В вертикальных камерах 5, 6, 7, 8 для очистки жидкости размещены сепараторы, имеющие множество концентрично расположенных каналов, при этом сепараторы представляют собой сменные патроны 20;

Сменные патроны заключены в корпус имеющий вертикальные кольцевые стенки

21,и 22, причем высота последней немного больше, чем первой. Снизу корпус имеет днище 23, которое выполнено заодно со стенкой 22 и примыкает к стенке 21, но не закреплено на ней. На внутренней поверхности днища 23 раз.мещены радиально ребра 24, при этом сепараторы установлены на них.

Каждый сменный патрон (фиг. 3) образован цилиндрическими обечайми 25 иэ непроницаемого для жидкости материала, между которыми расположены гофрированные прокладки 26, гофры которых параллельны оси ротора 1.Расстояние между каналами каждого предыдущего по ходу движения жидкости сепаратора превышает расстояние между каналами каждого последующего сепаратора в вертикальных камерах 5, 6, 7, 8, что позволяет сепарировать суспенэии с примесями, имеющими, различные размеры и форму.

В качестве материала сепаратора целесообразно испольэовать плотную бумагу или гибкий картон, обработанный для сообщения ему стойкости в воде и масле. Размерй гофр определяют расстояние между обечайками 25 и тем самым величину протекающего между ними потока жидкости. Целесообразно элементы, образующие эоны сепарации, прикреплять к корпусу патрона для возможности их съема в виде единого блока. Камеры 5 и 6 имеют одно и то же поперечное сечение и расположены одна над другой непосредственно рядом с вертикальной стенкой 21. Между диском 9 и верхней торцовой поверхностью сепараторов размещены ребра 27 для возможности свободного протекания жидкости.

776541

РотоР 1 центрифуги размещен B кожухе 29 с крыш и 30 ко и днищем 31. кости; пор, пока в роторе не останется жид-

В днище кожуха имеется центральное отверстием B KOTopoM устанОвлеЙа Не»

На фиг. 4 и 5 показан r подвижн ая т втулка, через которую

ВЬ- рйййт выполнения описываемой центРипропущен ва 2 вал ротора 1, установлен- цен и ге п фуги, который практически аналогичЕн ный в подшипниках 33. Конич

5 рифуге. Показанной на фиг. 1 и 2 часть 34 днища служит дл б х . оническая в части конст к ии по ру ц дшипникового жит для свободйого узла, кож ха и ст е ст стекания жидкости в сливной патр у редств для подвода вно патру- и отвода разделяемой жидкости.

Центрифуга (фиг. 4, 5) содержит разом.

Центрифуга работает следующим об10 ротор 37 р, днище которого эакреп38 лено на опорном фланце 3 вала 2. В

Сепарируемая жидкость подается в ве " ротор 1 по т б верхней части обечайки ротора Укрепротор по трубе 36, которая гайками лены винты 39 (Аллена) с дроссели прикреплена к верхней части обечайки лена с дросселирую. щими отверсткями 40. К обечайке роную приемн ю к 4 ротора. Жидкость проходит централь- то а 37 тора винтами 41 прикреплена колыб приемную камеру 4 и поднимается 1э цевая крышка 42. вверх вдоль вертикальной стенки 21 Н попадая в зону сепарации вертикальной

t На поступающем внут ь ото

2 выполнена резьба 43, причем в колькамеры 5. Дальнейший подъем жидкости ограничивается диском 9. Движению жидкости наружу в радиальном направ- 20 отверстие, диаметр кото orî р р о соответстлении препятствует перегородка 28

20 вует диаметру езьбы 43. П верхний конец которой герметично уписмонтирована на днище 38 и имеет аимеет радиально расположенные отверсти я 4 5 . рается в кольцо 14, поэтому жидкость Цилиндрическая втулка 46 расположена кальных камер 5 и 6, где осуществля- < пластин нижней частью на кольцевой пластин

44 прикреплена цилиндрическая перегородка, нижний торец которой распонаружу в радиальном направлении между Ре Рами и затем поднимается 48, закрепленных на ложей на уровне верхних граней ребер вверх и охо я ч каме 7 и 8. О р д ерез зоны сепарации В верхней части перего родки уста47 ванная в см р . кончательно oTcGIIGpHpo новлен горизонтальн и ф 49 менном патроне жидкость разованием между ним и обечайкой ротопроходит кольцевую щель 13. При 3ТОМ ра кольцевого зазора 50. На нижней обеспечивается равномерный расход поверхности фланца 49 закреплены ребра, à íà его верхней поверхности жидкости через все камеры сепарируюкости через каналы, расположенные на При снятой крышке с резьбового меньшем радиусе, в результате чего 2 эффективность сепарации максимальная. конца вала можно снять пластину 44

40 вместе с закрепленными на ней деталяДалее жидкость, выходящая из щели ми. Для прижатия пластины 44 к днищ тины к днищу р у у к ц итру pî- 38 ротора служит втулка 53, которая тоРа между диском 9 и кРышкой 10 до прикреплена в центре к верхней поверхтех пор, пока она не достигнет внут- ности пластины 44 и резьбовой колреннего отверстия в крышке 10 при 45 пачок 54, который навинчен на реэьбоэтом иэ отверстия жидкость отбрасывается центробежной силой к периферии Между ребрами 48 и 51 расположены

Ротор стекает вниз по кольцевомУ вертикальные камеры 55, 56 и 57, ко зазору между наружной поверхностью ро:тора 1 и кожухом 29 в сливной пат бок торые вместе образуют сепарирующий

35. патрон, аналогичный рассмотренному

50 выше патрону 20 (фиг. 3), причем рассПеред остановкой центрифуги для тояние между каналами сепаратора посочистки или замены патрона необходи- тепенно уменьшается от камеры 55 к мо сначала выпустить жидкость из ка- камере 56, к камере 57. мер патрона, при этом ротору дают воз- Между зонами сепарации камер 55 и можность свободного вращения в течение 56 расположена перегородка 58, нижний некоторого промежутка времени с под- конец которой герметично прижат к дниключением водоподводящей магистрали щу 38 ротора 37, вследствие чего жид(на чертеже не показана). После того, кость иэ зоны сепарации камеры 55 в как уровень жидкости, находящейся в камеру 56 может попадать только через роторе, дойдет до уровня, определяЕ= 49 щели между ребрами 51.Òî÷íî так же межмого высотой нижней поверхности крыш- ду камерами 56 и 57 расположена переки, истечение жидкости из ротора рас- городка 59, верхний конец которой смотренным выше путем прекращается, приЖат к фланцу 49, вследствие чего а оставшаяся в нем жидкость будет жидкость из кайеры 56 может попасть сливаться через отверстия 19 до тех 65 в камеру 57 только через щелк между

776541 ребрами 48, при этом кольцевая щель соОбщена толЬко с зоной сепарации камеры 57.

Центрифуга работает аналогично центрифуге по фиг . 1 и 2, при этом жидкость, поступающая в центрифугу по трубе 36, проходит вниз через отверстия в крышке 42 и диске 52, попадая внутрь камеры, образованной втулкой 46 и кольцевой пластиной 44.

Из этой камеры жидкость вначале поднимается вверх по втулке 46, а потом отбрасывается вниз диском 52 и стекает -bio перегородке 47. Затем жид костЬ " йроходит через отверстие 45, через щели между ребрами 48 и попадает в эойу сепарации камеры 55.

Далее цикл повторяется.

Формула изобретения, 1. Центрифуга для отделения твердых частиц от жидкости, содержащая цилиндрический ротер, внутри кбторого расположена центральная приемная камера для жидкости и установлены коаксиально не доходящие до днища ротора цилиндрические перегородки с образованием вертикальных камер для очистки жидкости, укрепленный над перегородками диск и выполненную в стенке щель для вывода очищенной жидкости, расположенную по ходу движения жидкости над последней вертикальной.камерой, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности, в вертикальных камерах для очистки жидкости размещены сепараторы, имеющие множе-ство концентрично расположенных каналов, при этом расстояние между каналами каждого предыдущего по ходу движения жидкости сепаратора превышает расстояние между каналами каждого последующего сепаратора.

2. Центрифуга по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сепараторы представляют собой сменные патроны.

1© 3. Центрифуга по п . 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что каждый сменный патрон образован цилиндрическими обечайками из непроницаемого для жидкости материала, между которыми рас15 положены гофрированные прокладки, гофры которых параллельны оси ротора.

4. Центрифуга по п. 2, о т л ич а to щ а я с я R тTеeмM, что каждый сменный патрон образован лентой из слоистого материала, имеющего гофры, и по крайней мере одним слоем непроницае мого для жидкости листового материа» ла.

5. Центрифуга по и. 1, о т л .и ч а ю щ а я с я тем, что на днище ротора укреплены радиально ребра, при этом сепараторы установлены на них.

1 6. Центрифуга по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что между диском и верхней торцовой поверхностью cenaÇ раторов размещены ребра.

Источннки информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ Р 856129, 35 кл. 82 В 3/10, опублик. 1952 (прототип).