ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ Российский патент 1995 года по МПК B04B1/10 C22B9/02 

Изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, горной и металлургической отраслях промышленности.

Известна центрифуга рафинирования металлов, включающая корпус и ротор, который состоит из двух конусов, обращенных один к другому большими основаниями, с возможностью осевого перемещения и погружаемый в расплав для сбора твердой фазы.

Недостатком известной центрифуги является малая производительность при фильтрации суспензии с высокой концентрацией твердой фазы.

Известна и принята за прототип центрифуга, содержащая ротор из двух конусообразных тарелей, а нижняя тарель снабжена внутри полости перфорированной цилиндрической обечайкой, а верхняя снабжена окном для залива суспензии.

Недостатком этой центрифуги является недостаточная очистка твердого осадка от жидкой фазы.

Это объясняется тем, что жидкая фаза продавливается не только через перфорированную обечайку, но и через щель между большими сжатыми конусами тарелей. В моменты размыкания тарелей для выброса твердого осадка выбрасываются также остатки жидкой фазы из отстойной полости и смешиваются с ранее выброшенными брызгами чистой фазы (фильтрата). В результате получают осадок с недостаточной степенью очистки твердой фазы от жидкости.

Цель изобретения повышение очистки твердого осадка от жидкости для суспензий с высокой плотностью.

Это достигается тем, что центрифуга, содержащая ротор с фильтром, состоящим из двух обращенных друг к другу большими основаниями конусообразных тарелей, с центральным окном в верхней тарели для ввода суспензии, привод вращения, механизм их взаимного смещения, патрубки вывода фильтрата и осадка, дополнительно снабжен сборником фильтрата в виде желоба с продольной щелью, расположенного коаксиально фильтра напротив фильтрующей щели и снабженного механизмом смещения его относительно уровня фильтрующей щели. Кольцевой желоб выполнен с углом наклона 5-20^о относительно плоскости фильтрующей щели.

Отличительный признак объекта коаксиально фильтра напротив фильтрующей щели размещен кольцевой желоб, связанный с механизмом смещения относительно положения щели, создает объекту новое свойство в том, что позволяет обеспечить селективность выделения периодов (моментов) сбора жидкой фазы или твердого осадка. При фильтрации брызги фильтрата четко собираются в кольцевой желоб и не смешиваются с осадком во время его разгрузки.

Отличительный признак создает положительный эффект в повышении очистки твердой фазы от фильтрата и повышении использования доли времени работы фильтра на операции фильтрации, так как ликвидируются операции подготовки фильтра.

На чертеже изображена предлагаемая центрифуга, продольный разрез.

На роторе 1, снабженном приводом 8 вращения, закреплен фильтр, образованный нижней 3, верхней 4 тарелями в виде усеченных конусов. Тарели соединены большими основаниями с образованием фильтрующей щели 5 и полости фильтра 6. Верхняя тарель 4 малым усеченным основанием укреплена крестовиной 7 на вал 8 и снабжена центральным окном 9.

Коаксиально тарелям 3 и 4 напротив фильтрующей щели 5 установлен кольцевой желоб 10 с кольцевой щелью 11. Кольцевой желоб 10 снабжен патрубком 12 слива и связан с механизмом 13 вертикального перемещения. Кольцевой желоб 10 расположен в кольцевой камере 14 сбора осадка, которая установлена на корпусе с камерой обогревателя 15. Ротор 1 и вал 8 снабжены пружиной 16 и механизмом 17 ее сжатия для размыкания тарелей 3 и 4.

Кольцевой желоб 10 устанавливается в кольцевой камере 14 с помощью механизмов 13 предпочтительно под углом наклона 5-20о относительно плоскости фильтрующей щели 5 в сторону патрубка 12.

При величине угла, меньшем 5^о, в желобе остаются остатки не слившегося фильтрата. При величине угла, большем 20^о, увеличивается ширина кольцевой щели 11, что влечет к выбрызгиванию жидкой фазы из желоба 10 и способствует снабжению качества осадка.

Центрифуга работает следующим образом:
Суспензия расплава периодически подается в центральное окно малого основания верхней тарели 4 в полость 6 фильтра вращающегося ротора 1 от привода 2. Под действием центробежных сил жидкая фаза суспензии продавливается через фильтрующую щель 5 в кольцевой желоб 10 и по наклонному дну желоба стекает к патрубку 12.

После накопления осадка в полости 6 фильтра подачу суспензий прекращают, делают выдержку 20 сек для досушки осадка, механизмом 13 кольцевой желоб поднимают и затем механизмом 17 сжимают пружину 16 и размыкают тарели 3 и 4. Под действием центробежных сил твердый осадок выбрасывается в кольцевую камеру 14. Качество очистки твердого осадка характеризуется содержанием жидкой фазы в осадке.

Расплавленный гартцинк 90 кг, содержащий 4,1% железа в виде суспензии твердых кристаллов в расплавленном виде, фильтровали центрифугой с диаметром фильтра 200 мм, вращающимся со скоростью 1500 об/мин. Получен осадок с выходом 41,2% и содержащим 90,1% цинка. С фильтром, по прототипу, цилиндрической перфорированной обечайки получен осадок с выходом 46,9% и содержанием цинка 91,2% Предлагаемая центрифуга дает на 12% более высокую очистку от жидкой фазы в сравнении с прототипом.

Кроме того, повышается производительность фильтрации на 20% в сравнении с базовым вариантом за счет снижения подготовительных операций перемещения фильтра.

Использование: изобретение относится к устройствам для разделения суспензий и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, горной и металлургической отраслях промышленности. Сущность изобретения: центрифуга содержит ротор 1 с фильтром, состоящим из двух обращенных одна к другой и соединенных большими основаниями с образованием фильтрующей щели 5 конусообразных тарелей 3 и 4. Верхняя тарель 4 имеет центральное окно 9 для ввода суспензии. Центрифуга содержит также привод 2 вращения ротора и механизм размыкания тарелей. Коаксиально тарелям 3 и 4 напротив щели 5 установлен сборник фильтрата, выполненный в виде кольцевого желоба 10 с кольцевой щелью 11. Желоб 10 снабжен патрубком 12 слива и связан с механизмом 13 вертикального перемещения. Кольцевой желоб может быть установлен под углом 5 20° к плоскости фильтрующей щели. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ ФИЛЬТРАЦИИ преимущественно плотных суспензий, содержащая ротор с фильтром, состоящим из двух обращенных одна к другой и соединенных большими основаниями с образованием фильтрующей щели конусообразных тарелей, верхняя из которых имеет центральное окно для ввода суспензии, привод вращения ротора, механизм размыкания тарелей и сборники фильтрата и осадка, отличающаяся тем, что сборник фильтрата выполнен в виде кольцевого желоба с продольной щелью, расположенного коаксиально фильтру напротив фильтрующей щели и снабженного механизмом для его смещения относительно фильтрующей щели. 2. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевой желоб установлен под углом 5 20^o к плоскости фильтрующей щели.