ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ Российский патент 1995 года по МПК B04B3/04 B04B11/02 C22B9/02 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к технологии рафинирования металлов.

Известно устройство для рафинирования расплавленных металлов, содержащее плавильную ванну, раму и размещенные на ней фильтр, состоящий из двух соосных конусообразных тарелей, прижатых друг к другу большими основаниями с образованием полостей фильтра и фильтрующей щели, снабженных заборными отверстиями у основания конуса, привод вращения и погружения фильтра в расплав, механизм взаимного перемещения тарелей при разгрузке твердого осадка [1]
Недостатком известной центрифуги является недостаточная надежность работы.

Ближайшим техническим решением к предложенному является центрифуга для разделения суспензии, преимущественно расплавленного металла, включающая емкость для суспензии, фильтр, образованный двумя конусообразными тарелями, обращенными одна к другой большими основаниями, верхняя из которых имеет заборные окна для суспензии, трубчатый ротор, жестко связанный с верхней тарелью фильтра, расположенный внутри ротора с кольцевым зазором подпружиненный вал, связанный с нижней тарелью фильтра, механизм перемещения по вертикали ротора с фильтром, содержащим винтовые направляющие и перемещающуюся по ним траверсу, установленную на роторе при помощи подшипников, механизм раскрытия тарелей и привод вращения ротора [2]
Недостатком центрифуги является ненадежность работы ее, поскольку суспензия попадает в зазор между стенкой трубчатого ротора и поверхностью вала, что приводит к отложению твердой фазы и затем к снижению числа оборотов ротора и его заклиниванию.

Цель изобретения заключается в повышении надежности работы центрифуги.

Для достижения этой цели в предложенной центрифуге для разделения суспензии, преимущественно расплавленного металла, включающей емкость для суспензии, фильтр, образованный двумя конусообразными тарелями, обращенными одна к другой большими основаниями, верхняя из которых имеет заборные окна для суспензии, трубчатый ротор, жестко связанный с верхней тарелью фильтра, расположенный внутри ротора с кольцевым зазором подпружиненный вал, связанный с нижней тарелью фильтра, механизм перемещения по вертикали ротора с фильтром, содержащим винтовые направляющие и перемещающуюся по ним траверсу, установленную на роторе при помощи подшипников, механизм раскрытия тарелей и привод вращения ротора, траверса имеет кольцевой паз, расположенный между подшипниками, и снабжена штуцером для подачи газа внутрь паза, при этом стенка ротора в зоне последнего имеет по меньшей мере одно отверстие для прохода газа в полость ротора для выдавливания из его нижней части суспензии внутрь фильтра при движении вверх.

На фиг. 1 схематично изображена центрифуга, продольный разрез; на фиг. 2 узел ротора.

Центрифуга для разделения суспензии, преимущественно расплавленного металла, включает емкость 1 для суспензии, фильтр, образованный двумя конусообразными тарелями 2 и 3, обращенными одна к другой большими основаниями, верхняя из которых имеет заборные окна 4 для суспензии, трубчатый ротор 5, жестко связанный с верхней тарелью 2 фильтра, расположенный внутри ротора с кольцевым зазором 6 подпружиненный вал 7, связанный с нижней тарелью 3 фильтра, механизм перемещения по вертикали ротора с фильтром, содержащим винтовые направляющие 8 и перемещающуюся по ним траверсу 9, установленную на роторе при помощи подшипников 10 и 11, механизм 12 раскрытия тарелей и привод вращения ротора, содержащий электродвигатель 13. Траверса 9 имеет кольцевой паз 14, расположенный между подшипниками, и снабжена штуцером 15 для подачи газа внутрь паза, при этом стенка ротора в зоне последнего имеет по меньшей мере одно отверстие 16 для прохода газа в полость ротора для выдавливания из его нижней части суспензии внутрь фильтра при движении вверх. Центрифуга включает также корпус 17, который установлен на емкости 1 для суспензии и снабжен конусным отбойником 18 для брызг, расположенным соосно фильтру. Вокруг отбойника установлен кольцевой транспортер 19 с бункером 20. Конусообразные тарели образуют между собой полость 21 и по периферии фильтрующую кольцевую щель 22 размером 0,1-1,0 мм.

Центрифуга работает следующим образом.

При разделении расплавленного металла (расплав) последний заливается в емкость 1. Корпус 17 центрифуги устанавливается на нее, и при помощи механизма перемещения трубчатый ротор 5 с фильтром погружается в расплав и приводится во вращение электродвигателем 13. Через штуцер 15 подается в кольцевой паз 14 газ (воздух) в количестве 1-5 л/мин, из него через отверстие 16 в полость ротора и в полость 21 фильтра.

Показание давления газа в линии подачи после тарировки служит показателем глубины погружения фильтра в расплав и датчиком его регулировки. Трубчатый ротор 5 погружается в расплав до заданного значения давления газа, соответствующего уровню заглубления заборных окон 4. Расплав запирает выход газа через фильтр, и газ выходит через неплотности сальникового уплотнения подшипников 10 и 11 и их охлаждает.

Суспензия расплава с твердыми примесями поступает через заборные окна 4 в полость 21 фильтра, под действием центробежных сил жидкий расплав продавливается через фильтрующую щель 22 и выбрасывается в расплав, а твердые кристаллы остаются в полости 21 фильтра.

После накопления твердых кристаллов в полости 21 фильтр при помощи траверсы 9 приподнимается, не прекращая вращения, до положения 23, и происходит "досушка" осадка. В этот момент подаваемый воздух выдавливает из зазора 6 между валом 7 и трубчатым ротором 5 остатки расплава, предотвращая заклинивание. Брызги жидкого расплава стекают по конусу отбойника 18 в емкость 1. После осушки осадка фильтр приподнимается в положение 24, где при помощи механизма 12 тарели раскрываются, и осадок под действием центробежных сил выбрасывается в желоб транспортера 19. Твердый сыпучий материал (кристалл) пересыпается транспортером 19 к разгрузочному бункеру 20. Благодаря тому, что траверса 9 снабжена штуцером 15 подачи газа в зазор 6 между валом 7 и трубчатым ротором 5, обеспечивается возможность по давлению газа в интервале 3-20 мм. рт. ст. в каждом цикле погружать фильтр на заданную глубину, что создает условия постоянного полного наполнения фильтра и тем самым позволяет повысить производительность центрифуги.

Кроме того, прохождение подаваемого газа через подшипники при погруженном в расплав роторе с фильтром обеспечивает охлаждение подшипников, что предотвращает их перегрев и обеспечивает надежную работу центрифуги.

Кроме того, после подъема фильтра из расплава из зазора 6 выдавливаются остатки расплава, что предотвращает залипание тарелей 2 и 3 при их сжатии. Это обеспечивает стабильность заполнения фильтра и в конечном счете позволяет также повысить производительность центрифуги.

Использование: изобретение относится к металургии цветных металлов, в частности к технологии рафинирования металлов. Сущность изобретения: центрифуга для разделения суспензии, преимущественно расплавленного металла, включает емкость для суспензии, фильтр, образованный двумя конусообразными тарелями, обращенными одна к другой большими основаниями, верхняя из которых имеет заборные окна для суспензии, трубчатый ротор, жестко связанный с верхней тарелью фильтра, расположенный внутри ротора с кольцевым зазором подпружиненный вал, связанный с нижней тарелью фильтра, механизм перемещения по вертикали ротора с фильтром, содержащим винтовые направляющие и перемещающуюся по ним траверсу, установленную на роторе при помощи подшипников, механизм раскрытия тарелей и привод вращения ротора. Траверса имеет кольцевой паз, расположенный между подшипниками, и снабжена штуцером для подачи газа внутрь паза, при этом стенка ротора в зоне последней имеет по меньшей мере одно отверстие для прохода газа в полость ротора для выдавливания из его нижней части суспензии внутрь фильтра при движении вверх. 2 ил.

ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ преимущественно расплавленного металла, включающая емкость для суспензии, фильтр, образованный двумя конусообразными тарелями, обращенными одна к другой большими основаниями, верхняя из которых имеет заборные окна для суспензии, трубчатый ротор, жестко связанный с верхней тарелью фильтра, расположенный внутри ротора с кольцевым зазором подпружиненный вал, связанный с нижней тарелью фильтра, механизм перемещения по вертикали ротора с фильтром, содержащим винтовые направляющие, и перемещающуюся по ним траверсу, установленную на роторе при помощи подшипников, механизм раскрытия тарелей и привод вращения ротора, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности в работе, траверса имеет кольцевой паз, расположенный между подшипниками, и снабжена штуцером для подачи газа внутрь паза, при этом стенка ротора в зоне последней имеет по меньшей мере одно отверстие для прохода газа в полость ротора для выдавливания из его нижней части суспензии внутрь фильтра при движении вверх.