РОТОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО СЕПАРАТОРА Российский патент 1997 года по МПК B04B1/04 B04B11/04 

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидкостей и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности, использующих для этой цели тарельчатые сепараторы и спиральные, трубчатые центрифуги.

Известен ротор центробежного сепаратора для разделения суспензий, содержащий основание, связанную с ним крышку с образованием камеры разделения, выполненной с разделительной вставкой, образованной изогнутой по спирали лентой из сетчатого материала, при этом внутри ротора установлены тарелки, к которым прикреплены торцовые кромки ленты.

В известном ротора невозможно качественно осуществить разделение высокодисперсных суспензий с агрессивными и токсичными загрязенениями, так как спиральная лента выполнена из сетчатого материала, который не способствует задержанию осадка на поверхности ленты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является ротор центробежного сепаратора, включающий основание, связанную с ним крышку с образованием камеры разделения, выполненной со вставкой в виде спирали, обеспечивающей аксиальное направление движения жидкости. Лента, образующая вставку, выполнена из слоя фольги с картоном, при этом скрепленные по торцам радиальные ребра обеспечивают малый зазор между вставками ленты.

Однако в известном роторе не может быть осуществлено эффективное разделение суспензий с агрессивными и токсичными осадками ввиду небольшого одинакового зазора между витками спирали, а также материала, из которого выполнена лента. В процессе работы с указанными суспензиями происходит ускоренное накапливание осадка на внутренней поверхности спиральной ленты, обусловленное адгезионным взаимодействием материала спирали и осадка, что приводит к нарушению процесса сепарирования и в результате снижается эффективность разделения указанных суспензий, а удаление осадка с поверхности спиральной ленты является трудоемким и вызывает ряд неудобств при обслуживании.

Техническая задача изобретения повышение степени разделения высокодисперсных суспензий с агрессивными и токсичными загрязнениями в спиральных центрифугах.

Задача решается тем, что ротор центробежного сепаратора включает основание, связанную с ним крышку образующих камеру разделения со вставкодержателем и разделительной вставкой, образованной изогнутой лентой, выполненной из комбинированного полимерного материала, согласно изобретению крышка выполнена сферически, а спиральная лента в развернутом виде имеет верхнюю кромку, форма которой определяется по уравнению

и нижнюю кромку, форма которой определяется уравнением линии заданной параметрически

где X₁ абсцисса точки верхней границы развертки;
X₂ абсцисса точки нижней границы развертки;
Z₁ ордината точки верхней границы развертки;
Z₂ ордината точки нижней границы развертки;
l шаг спиральной вставки;
R_сф радиус сферической вставки;
h_ос высота части спиральной вставки от основания до центра сферы;
Φ параметр, задающий нижнюю кривую/v, меняется в диапазоне от ;
функция зависимости координаты нижней границы по оси Z пространства, ограничивающего спиральную вставку от текущего полярного радиуса.

Преимущество предлагаемого ротора по сравнению с известным заключается в увеличении значения фактора разделения благодаря применению сферической формы ротора, позволяющей повысить скорость вращения из-за снижения значений напряжений в роторе по сравнению с цилиндрическим. Новая спиральная вставка позволяет более эффективно использовать рабочее пространство камеры разделения, при этом спиральную вставку можно применять в различных роторах центрифуг, включая и плоскую форму основания.

На фиг. 1 изображен ротор, продольный разрез; на фиг. 2 развертка ленты (построенная для конкретного примера сферического ротора согласно фиг. 1 при исходных данных: R_сф 45 мм; l 5 мм; h_ос 0).

Ротор центробежного сепаратора состоит из основания 1 (фиг. 1), имеющего входной канал 2, связанной с ним крышки сферической формы 3, имеющей входной канал 4 и образующей с основанием камеру разделения 5, расположенного в ней вставкодержателя 6 с отверстием 7 и разделительной вставкой 8, образованной изогнутой по спирали сплошной лентой 9 (фиг. 2). Лента выполнена из многослойного комбинированного полимерного материала, который в развернутом виде имеет форму кромки, позволяющей при сворачивании полностью заполнить часть сферического пространства.

Ротор работает следующим образом.

Исходная суспензия, содержащая агрессивные или токсичные загрязнения с малой плотностью, например отработанное масло, поступает по входному каналу 2 через отверстие 7 вставодержателя в камеру разделения 5 и распределяется по каналам, образованным витками спиральной вставки 8. Под воздействием центробежных сил осадок содержащийся в суспензии, осаждается на внутренней поверхности спиральной вставки 8, а поток осветленной суспензии движется по каналам спиральной вставки 8 аксиально и выводится из ротора через выходной канал 4, расположенный на крышке 3. После работы разделительная вставка 8 извлекается из ротора и вместе с осадком уничтожается (например, сжигается).

Таким образом, предлагаемая конструкция сферического ротора позволяет повысить эффективность осаждения твердых загрязнений в особенности малой плотности и улучшает обслуживание сепараторов.

Источники информации, принятые во внимание при составлении заявки:
1. Авторское свидетельство СССР N 732019, кл. B 04 B 1/04.

2. Авторское свидетельство СССР N 332863, кл. B 04 B 7/08.

3. Соколов В. И. Атабаев А. Б. Прочность сферических роторов центрифуг. Журнал нефтяное и химическое машиностроение, 1994, N 3, с. 13.

Использование: оборудование для разделения и очистки жидкостей, применяемое в различных отраслях промышленности. Сущность изобретения: ротор центробежного сепаратора содержит основание, связанную с ним крышку с образованием камеры разделения, расположенный в ней вставкодержатель и разделительную вставку образованную изогнутой по спирали сплошной лентой, при этом крышка выполнена сферической, лента - из комбинированного полимерного материала, а ее развертка имеет верхнюю и нижнюю кромки, форма которых определяется математическими уравнениями. 2 ил.

Ротор центробежного сепаратора, содержащий основание, связанную с ним крышку с образованием камеры разделения, расположенный в ней вставкодержатель и разделительную вставку, образованную изогнутой по спирали сплошной лентой, отличающийся тем, что крышка выполнена сферической, а лента из комбинированного полимерного материала и ее развертка имеет верхнюю кромку, форма которой определяется по уравнению

и нижнюю кромку, форма которой определяется по уравнению линии, заданной параметрически:


где X₁ абсцисса точки верхней границы развертки;
X₂ абсцисса точки нижней границы развертки;
Z₁ ордината точки верхней границы развертки;
Z₂ ордината точки нижней границы развертки;
l шаг спиральной вставки;
R_сф радиус сферической вставки;
h_oc высота части спиральной вставки от основания до центра сферы;
Φ- параметр, задающий нижнюю кривую (Φ меняется в диапазоне от до
f функция зависимости координаты нижней границы по оси Z пространства, ограничивающего спиральную вставку от текущего полярного радиуса.