РОТОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО СЕПАРАТОРА Российский патент 1996 года по МПК B04B1/08 B04B7/08 

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензии, содержащих значительное количество твердой фазы, и может быть использовано в системах водоочистки, химической и пищевой промышленности.

Известен ротор центробежного сепаратора, установленный на вертикальном валу и состоящий из корпуса с днищем крышки и пакета разделительных тарелок внутри шламового пространства. В нем жидкость подается на разделение сверху, в центральную полость ротора, а осветленная жидкость отбирается в вертикальный коллектор /1/.

Недостатком ротора является большая потеря дисперсной фазы за счет уноса последней с осветленной жидкостью. Ближайшим техническим решением к предложенному является ротор центробежного сепаратора, включающий корпус с крышкой и днищем, установленный внутри него съемный пакет конусообразных вставок, образующих рабочие зазоры, вставкодержатель, имеющий внутри полость для подвода исходной жидкости и основание, расположенное над днищем корпуса с образованием каналов для прохода исходной жидкости в шламовое пространство ротора и вертикальные каналы для отвода осветленной жидкости из рабочих зазоров, расположенные между внутренней поверхностью пакета и наружной поверхностью тарелкодержателя /2/.

Недостатком конструкции прототипа являются значительные потери дисперсной фазы за счет уноса ее в слив жидкостью. Кроме того, зазоры между нижними тарелками, находящимися в зоне их возможного перекоса по окружности и повышенной концентрации дисперсной фазы, могут засоряться, и нижние разделительные тарелки быстро выходят из работы.

Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности разделения жидких неоднородных систем.

Этот результат достигается тем, что в предложенном роторе центробежного сепаратора, включающем корпус с крышкой и днищем, установленный внутри него съемный пакет конусообразных вставок, образующих рабочие зазоры, вставкодержатель, имеющий внутри полость для подвода исходной жидкости и основание, расположенное над днищем корпуса с образованием каналов для прохода исходной жидкости в шламовое пространство ротора, и каналы для отвода осветленной жидкости из рабочих зазоров, наружная поверхность вставкодержателя с пакетом вставок имеет форму усеченного конуса, обращенного большим основанием к крышке, при этом вставки с рабочими зазорами между ними выполнены в теле вставкодержателя так, что длина зазоров уменьшается к днищу корпуса. Каналы для отвода осветленной жидкости образованы вертикальными проточками, выполненными в теле вставкодержателя.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 схематично изображен продольный разрез ротора и на фиг. 2 разрез по А-А фиг. 1.

Ротор центробежного сепаратора включает корпус 1 с крышкой 2 и днищем 3 и установленный внутри него съемный пакет конусообразных вставок 4 с рабочими зазорами 5 между ними, которые выполнены в теле вставкодержателя 6 так, что длина зазоров уменьшается к днищу корпуса. Наружная поверхность 7 вставкодержателя с пакетом вставок имеет форму усеченного конуса, обращенного большим основанием к крышке. В теле вставкодержателя выполнены вертикальные проточки, образующие каналы 8 для отвода осветленной жидкости из рабочих зазоров пакета. Вставкодержатель 6 имеет полость 9 для подвода исходной жидкости и конусообразное основание 10, установленное над днищем корпуса на упорах 11 с образованием каналов 12 для прохода исходной жидкости в шламовое пространство ротора. Каналы 8 для отвода осветленной жидкости сообщены со сборным кольцевым желобом 13, выполненным в теле вставкодержателя в его торцевой части. Крышка 2 установлена на корпусе 1 при помощи уплотнения в виде резинового кольца 14 и имеет каналы 15 для вывода осветленной жидкости из ротора.

Ротор работает следующим образом.

Подача осветляемой жидкости производится сверху через патрубок в полость 9 вставкодержателя 6, из которой по радиальным каналам 12 жидкость поступает в шламовое пространство 16. Затем жидкость поступает в кольцевые рабочие зазоры 5. Под действием центробежных сил частицы дисперсной фазы из них после оседания на их верхние стенки отжимаются в шламовое пространство, а осветленная жидкость попадает в вертикальные каналы 8. По этим каналам жидкость поднимается вверх в кольцевой желоб 13 и частично вновь протекает в зазоры 5 на более высоких уровнях, где подвергается дополнительному разделению. Из желоба 13 осветленная жидкость по каналам 15 в крышке 2 выводится из ротора. Осадок из него удаляется контейнерным способом. Для этого в корпус 1 помещают мешок-контейнер с кромкой в виде кольцевого резинового уплотнения 14, в паз которого вставляется фланец вставкодержателя 6. Затем устанавливается крышка 2 в форме зажимной гайки. По окончании цикла работы мешок-контейнер с осадком вынимается.

Поскольку в предложенном роторе рабочие зазоры 5 выполнены в теле вставкодержателя, внутренняя поверхность которого расположена ближе к периферии ротора, то радиусы действия центробежных сил увеличиваются и увеличиваются силы, заставляющие частицы осевшей дисперсной фазы соскальзывать с поверхности вставок 4, что повышает эффект разделения неоднородной системы. Кроме того, переменная длина рабочих зазоров 5, уменьшающаяся к днищу корпуса, обеспечивает стабильное протекание процесса разделения независимо от изменения концентрации сгущенного продукта по высоте шламового пространства ротора.

Длина рабочих зазоров 5 в предложенном роторе значительно меньше длины таких же зазоров между вставками в известном роторе, что обеспечивает меньший путь движения жидкости в рабочих зазорах и уменьшает вероятность уноса со сливом осевших на поверхность вставок частиц. Вертикальные каналы 8 исключают проскальзывание жидкости относительно их стенок, что создает хорошие гидродинамические условия движения разделяемых фаз.

Изготовлена модель предложенного ротора с внутренним радиусом вставкодержателя г_вы 100 мм и наружными его радиусами 170 и 130 мм в среднем г_вы 150 мм. Производственный параметр, необходимый для расчета индекса производительности такого ротора для одного зазора с г_makc 150 мм и г_мин 100 мм, как определяемый разностью кубов этих величин, составляет
N г_макс ³ г_мин ³ 2375000мм³
Для сравнения производственный параметр известного ротора центробежного сепаратора тех же размеров (Д_рот=200мм) с обычным расположением сепарирующих тарелок в центральной части ротора с г_мах 112 мм и г_мин 25 мм составляет N 1 389303 мм³, или в 1,7 раза меньше вышеуказанного. Из этого следует, что форма вставкодержателя в предложенном роторе с расположением конусообразных вставок в периферийной части ротора обеспечивает больший индекс производительности центробежного сепаратора по сравнению с известным.

При этом расчетный индекс производительности и расчетная эффективность разделения предложенного ротора совпадает с получаемой на практике, так как выполнение вставок с рабочими зазорами в теле вставкодержателя устраняет основной недостаток известного ротора, заключающийся в перекосе отдельных вставок, ведущий к нарушению процесса сепарирования.

Таким образом, выполнение наружной поверхности вставкодержателя с пакетом вставок в форме усеченного конуса, обращенного большим основанием к крышке, выполнение конусообразных вставок с рабочими зазорами в теле вставкодержателя, уменьшением их длины к днищу корпуса повышает эффект разделения жидкости от диспергированных в ней примесей и уменьшает их потери, что особенно существенно для выделения особо ценных веществ.

Использование: изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий, содержащих значительное количество твердой фазы. Сущность: ротор центробежного сепаратора включает корпус с крышкой и днищем, установленный внутри него съемный пакет конусообразных вставок, образующих рабочие зазоры, и вставкодержатель, имеющий внутри полость для подвода исходной жидкости в шламовое пространство ротора. Наружная поверхность вставкодержателя с пакетом вставок имеет форму усеченного конуса, обращенного большим основанием к крышке. Вставки с рабочими зазорами между ними выполнены в теле вставкодержателя так, что длина зазоров уменьшается к днищу корпуса. Каналы для отвода осветленной жидкости образованы вертикальными проточками, выполненными в стенке вставкодержателя. 2 ил.

Ротор центробежного сепаратора, включающий корпус с крышкой и днищем, установленный внутри него съемный пакет конусообразных вставок, образующих рабочие зазоры, вставкодержатель, имеющий внутри полость для подвода исходной жидкости и основание, расположенное над днищем корпуса с образованием каналов для прохода исходной жидкости в шламовое пространство ротора, и каналы для отвода осветленной жидкости из рабочих зазоров, отличающийся тем, что наружная поверхность вставкодержателя с пакетом вставок имеет форму усеченного конуса, обращенным большим основанием к крышке, при этом вставки с рабочими зазорами между ними выполнены в теле вставкодержателя так, что длина зазоров уменьшается к днищу корпуса, причем каналы для отвода осветленной жидкости образованы вертикальными проточками, выполненными в теле вставкодержателя.