Лабораторная центрифуга для разделения суспензий

 

О П И С А Н И Е „„984499

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 21.01.81 (21) 3264910/28-13 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет— (51) М К,, В 04 B 5/02

Гасударственный кемитет (53) УДК, 66.067..57 (088.8) Опубликовано 30.12.82. Бюллетень ¹ 48

Дата опубликования описания 05.01.83 ле делам лзееретений к еткрмтий

В. Н. Петраков и Н. А. Антонова

Ъ т

:з с

Всесоюзный научно-исследовательский и йроектнцй; ., институт мономе ов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ЛАБОРАТОРНАЯ ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ

СУСПЕНЗИЙ

Изобретение относится к устройствам для разделения . суспензий и может быть применено в химической промышленности, преимущественно для суспензий в производстве мономеров и очистке сточных вод, а также в других отраслях промышленности.

Известна центрифуга для разделения суспензий, включающая корпус, ротор с установленными в нем стаканами, питатель с распределителем суспензии по стаканам и сборник фугата. Во время вращения ротора центрифуги суспензия поступает в стаканы из питателя. Осадок накапливается в стаканах, а фугат непрерывно сливается в сборник фугата (1).

Недостаток этой центрифуги заключается в периодичности работы, малой производительности, так как для выгрузки осадка необходимо останавливать ротор центрифуги, и большой влажности осадка.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой является лабораторная центрифуга для разделения суспензий, включающая корпус, питатель с трубками для подвода суспензии, ротор, размещенные в его ячейках патроны, снабженные конусообразными сборниками осадка, имеющими на меньши» торцах отверстия для выгрузки последнего, клапанами со штоками, перекрывающими эти отверстия и установленными с возможностью осевого перемещения, и патрубками для отвода фугата.

Патроны выполнены цилиндрическими (2).

Недостатками этой центрифуги являются малая производительность и большая о влажность выгружаемого осадка, так как подача суспензии в весь объем патронов способствует турбулизации потока, что приводит к необходимости снижения скорости подачи последнего, кроме того, возможен выброс жидкости с осадком, приводящий к повышению ego влагосодержания.

Цель изобретения — повышение производительности и уменьшение влажности выгружаемого осадка.

Указанная цель достигается тем, что в лабораторной центрифуге для разделения суспензий, включающей . корпус, питатель с трубками для подвода суспензии, ротор, размещенные в его ячейках патроны, снабженные конусообразными сборниками

984499

t0

25

35

55 осадка, имеющими на меньших торцах отверстия для выгрузки последнего, клапанами со штоками, перекрывающими эти отверстия и установленными с возможностью осевого перемещения, и патрубками для отвода фугата, каждый патрон имеет форму усеченного конуса, большее основание которого жестко связано со стенкой сборника осадка, а шток клапана подпружинен и размещен внутри патрона, при, этом последний снабжен укрепленными на штоке коническими вставками, одни из которых расположены с зазором относительно стенки патрона, а другие, чередующиеся с ними, расположены вплотную к ней и имеют отверстия для прохода фугата, причем полость последней, размещенной перед сборниками осадка, вставки служит для сбора и отвода фугата.

На фиг. 1 изображена центрифуга, продольный разрез, и схема движения суспензии; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1.

На вертикальном валу 1 электродвигателя установлен ротор 2 с размещенными в его ячейках патронами 3, снабженными конусообразными сборниками 4 осадка, имеющими на меньших торцах отверстия для выгрузки осадка, клапанами 5 со штоками 6, перекрывающими эти отверстия и установленными с возможностью осевого перемещения. На корпусе центрифуги установлен питатель 7 с трубками для подвода суспензии. Со стороны отверстия для выгрузки осадка патрон 3 снабжен пагрубком 8 для отвода фугата. Каждый патрон имеет форму усеченного конуса, большее основание которого жестко связано со стенкой сборника 4 осадка, и шток 6 клапана 5 подпружинен пружиной 9 и размещен внутри патрона 3. На штоке 6 укреплены конические вставки, одни из которых 10 раеположены с зазором относительно стенки патрона 3, а друпк. 11, чередующиеся с ними, расположены вплогную к ней и имеют отверстия для прохода фугата.

Вставки делят объем патрона 3 на полости !2- — 14. Полость 12 последней, размегценной перед сборниками 4 осадка, вст IBI

Шток 6 имеет малое отверстие 15 канала 16 отвода .фугата, которое находится в полости 2. Последняя от оси вращения ротора вставка снабжена цилиндрической обечайкой 17. Патрубок 8 для отвода фугата имее1 отражатель 18. Пружина 9 опирается на крышку 19 патрона 3 поджимаемой втулкой 20, которая навинчена на шток 6.

В верхнем канале 21 штока 6 по посадке движения помешена труба 22 запитки суспензии, жестко связанная с установленным на роторе 2 распределителем 23 сусиензии. В полости пружины 9 шток 6 пмсст ограничитель 24 хода штока 6. Ка4 нал 21 штока 6 снабжен большим отверстием 25 подачи суспензии в патрон 3. Внутри корпуса центрифуги расположены сборники фугата 26 и осадка 27.

Лабораторная центрифуга работает следующим образом.

Суспензия из питателя 7 по трубопроводу непрерывно подается в распределитель 23 суспензии, отсюда она по трубе 22 и верхнему каналу 21 штока 6 через большое отверстие 25 по первой от оси врашения ротора вставке с кольцевым зазором равномерно распределяется по патронам 3. При переходе жидкости из одной полости 13 между вставками в другую и далее в сборник 4 и полости 12 суспензия под действием увеличивающихся центробежных сил разделяется на осадок и фугат.

Часть частиц осадка, достигших поверхности конических вставок 10 и 11, сползает по ним на боковую поверхность конусообразного патрона 3 и накапливается в полостях 13, а весь остальной осадок собирается в сборнике 4 осадка патрона. Фугат из полости 12 через малое отверстие 15 по нижнему каналу 16 штока 6 и патрубок 8 отводится в сборник 26 фугата под действием центробежных сил. При дальнеишеи подаче суспензии осадок заполняет сборник 4 до цилиндрической обечайки 17 последней от оси вращения ротора вставки и граница его перекрывает кольцевой зазор между обечайкой 17 и поверхностью патрона 3. Граница жидкой фракции в полости 12 приближается к отверстию 15, через которое уходит оста в ш а я с я жидкость, при этом действие давления фугата в полости 12 с одной стороны вставки прекращается. Осадок и жидкость при этом в по.лость 12 не попадают, накапливаясь с другой стороны последней вставки и оказывая на нее давление.

По мере накопления осадка перед последней от оси врашения ротора 2 вставкой частично заполняется полость 4 суспензией, его центробежная сила возрастает и приводит в движение клапаН со штоком и укрепленными на нем вставками. Клапан 5 открывает отверстие для выгрузки осадка, а конические вставки 10 и 11, смещаясь в патроне вместе с клапаном 5 и штоком 6, образуют кольцевые щели, через которые предохранительный объем осадка из полостей 13 поступает под действием центробежной силы по боковой поверхности патрона 3 к образуюшей цилиндрической обечайке 17 вставки. Удаление осадка происходит одновременно с поступлением обрабатываемой суспензии через отверстие 25.

Предохранительный объем осадка — это тот объем осадка, который расположен перед основанием обечайки 17 на вставках

10 и 11 в полостях 13.

При каждом открытии отверстия для выгрузки осадка выбрасывается только часть объема всего осадка, равная прибли984499 зительно предохранительному объему, а сам он остается в сборнике 4, так как при выбросе части осадка, равной предохранительному объему осадка, другая часть его остается в сборнике 4, перекрывая доступ жидкости к отверстию для выгрузки осадка. Выход этой другой части осадка, равной по объему одному или нескольким предохранительным объемам осадка, перекрывается клапаном 5. Это происходит следующим образом. При открытии отверстия выгрузки осадка предохранительный объем осадка — его граница постепенно смешается к основанию обечайки 17 и она освобождается от осадка, который двигался из полостей 13 при открытии клапаном 5 отверстия для выгрузки через кольцевой зазор между обечайкой 17 и поверхностью патрона 3 в сборник 4. 3a предохранительным объемом осадка двигается жидкая фракция.

После прохода предохранительного объема осадка в сборник 4 и, следовательно, после освобождения обечайки 17 сразу же жидкая фракция поступает и заполняет полость 12 последней вставки и удаляется из нее через малое отверстие 15 отвода фугата. При этом давления с двух сторон последней вставки уравновешиваются, клапан 5 с помощью сжатой пружины 9 закрывает отверстия для выгрузки осадка, отсекает другую часть осадка, равную по объему одному или нескольким предохранитель; ным объемам осадка, тем самым устраняется выброс жидкости с осадком при выгрузке. После закрытия отверстия для выгрузки осадка вновь образуются отдельные полости 12 — 14 и граница осадка в сборнике 4 перемешается к основанию обечайки 17 в сторону оси вращения ротора. Цикл работы центрифуги повторяется.

Количество полостей 13 между вставками и их объем, а также об.ьем полости 14 и сборника 4 осадка зависит от физикохимических свойств суспензии. Угол наклона к горизонтали сборника 4 осадка образуюшей патрона,3 и вставок 10, 11 должен быть больше угла трения центрифугируемого материала по этим поверхностям.

Таким образом, производительность предлагаемой центрифуги увел ич и вается в 2,5 раза, а влажность выгружаемого осадка снижается на 10%.

Фориула изобретения

Лабораторная центрифуга для раздееления суспензий, включающая корпус, питатель с трубками для подвода суспен- . зии, ротор, размешенные в его ячейках патроны, снабженные конусообразными сборниками осадка, имеющими на меньших торцах отверстия для выгрузки последнего, клапанами со штоками, перекрываюьцими эти отверстия и установленными с возмож20 ностью осевого перемещения, и патрубками для отвода фугата, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения влажности выгружаемого осадка, каждый патрон имеет форму усеченного конуса, большее основание которого

25 жестко связано со стеНкой Сборника осадка, а шток клапана подпружинен и размешен внутри патрона, при этом последний снабжен укрепленными на штоке коническими вставками, одни из которых расположены с зазором относительно стенки патроЗ0 НВ, а другие, чередуюшиеся с ними, расположены вплотную к ней и имеют отверстия для прохода фугата, причем полость последней, размегценной перед сборником осадка вставки, служит для сбора и отвода фугата.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 103093, кл.В 04 В 5/12, 1955.

2. Авторское свидетельство СССР № 591228, кл. В 04 В 5)02, 1975 (прото40 тип).

984499

Составитель Г. Лошкарева

Редактор A. Мотыль Техред И. Верес Корректор А. Дзятко

Заказ 10015/5 Тираж 619 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4