ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 1997 года по МПК B04B1/08 B04B11/02 

Изобретение относится к технике центробежного разделения жидких смесей и может быть использован в молочной, мясной, рыбной и других отраслях промышленности.

Известен центробежный сепаратор, содержащий привод, нормально открытый барабан, включающий основание с разгрузочными щелями и установленные на нем крышку с седлом и подвижное днище с отбортовкой, контактирующей с седлом, и гидравлическую систему для перемещения подвижного днища барабана, включающую коллектор, входы которого соединены с выходами линий буферной жидкости соответственно для подпитки и разгрузки барабана, а выход соединен со входом неподвижно установленной под барабаном форсунки для впрыскивания буферной жидкости в закрепленную на основании барабана двухсекционную камеру, одна из секций которой сообщена каналом с полостью под подвижным днищем, а другая секция с по меньшей мере одним установленным на основании клапаном, сообщенным каналом с полостью под подвижным днищем [1]
Этот сепаратор из-за наличия в составе гидравлической системы линии буферной жидкости для подпитки барабана, а также двухсекционной камеры и клапанов, установленных на основании барабана, конструктивно сложен и требует большое количество дорогостоящей и часто дефицитной, например на судах, буферной жидкости (обычно пресная водопроводная вода).

Кроме того, вследствие переполнения обеих секций камеры в период разгрузки барабана потоком буферной жидкости с расходом, в двадцать и более раз превышающим расход (150 л/ч) на подпитку барабана, одновременно происходят два процесса, а именно: открытие барабана при опускании подвижного днища в момент срабатывания клапана и сброса через него буферной жидкости из полости под подвижным днищем и запирание барабана путем подачи через канал буферной жидкости в ту же полость. Это, а также наличие трудно учитываемых быстропротекающих переходных процессов приводит к тому, что подвижное днище зависает и при частичных разгрузках величина опускания подвижного днища не превышает 0,5 мм.

Зависанию подвижного днища в промежуточном положении способствует и то обстоятельство, что по мере опорожнения барабана через приоткрывающуюся щель между крышкой и подвижным днищем с расходом, в несколько раз превышающим расход входящего в барабан сепарируемого продукта, увеличивается радиус свободной поверхности продукта в барабане.

Ближайшим техническим решением к предложенному является центробежный сепаратор, включающий барабан, содержащий основание с разгрузочными щелями, связанную с основанием крышку, расположенное в нем с образованием полости подвижное днище, пакет тарелок и гидравлическую систему для перемещения подвижного днища, состоящую из выполненной в основании двухсекционной камеры для буферной жидкости, сообщенной по меньшей мере одним каналом с полостью под подвижным днищем, трубопроводов с форсунками для подачи буферной жидкости в секции камеры и по меньшей мере одного выполненного в основании канала для ее слива из полости, и привод [2]
В известном сепараторе в период разгрузки барабана имеет место поочередная подача буферной жидкости во вторую и первую секции камеры с требуемым расходом.

В заданный момент времени удается достичь за меньшее время цикла разгрузки при равном объеме выгрузок в 1,5-2 раза большей величины опускания подвижного днища, что является существенным для опорожнения барабана от особенно трудно выгружаемого осадка.

Однако этот сепаратор из-за наличия в составе гидросистемы трубопровода буферной жидкости для подпитки барабана, двухсекционной камеры, форсунки для буферной жидкости в первую секцию этой камеры и по меньшей мере одного клапана, установленного в основании барабана, конструктивно сложен и обладает повышенным потреблением буферной жидкости.

Известный сепаратор имеет повышенные весогабаритные характеристики и повышенное потребление приводом мощности.

Технический результат изобретения заключается в упрощении конструкции сепаратора, уменьшении расхода буферной жидкости и снижении энергозатрат.

Для этого в предложенном центробежном сепараторе, включающем барабан, содержащий основание с разгрузочными щелями, связанную с основанием крышку, расположенное в нем с образованием подвижное днище, пакет тарелок и гидравлическую систему для перемещения подвижного днища, состоящую из выполненной в основании камеры для буферной жидкости, сообщенной по меньшей мере одним каналом с полостью под подвижным днищем, трубопровода с форсункой для подачи буферной жидкости в камеру и по меньшей мере одного выполненного в основании канала для слива ее из полости, и привод, в нижней части крышки в зоне контакта с основанием выполнена кольцевая проточка, при этом подвижное днище снабжено кольцевым диском, размещенным в проточке к служащим запирающим элементом для разгрузочных щелей основания при перемещении подвижного днища под действием поступающей на разделении жидкости. В подвижном днище также выполнены разгрузочные щели, совмещаемые с разгрузочными щелями основания в период разгрузки барабана. Подвижное днище барабана должно быть подпружинено.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 схематично изображен центробежный сепаратор, общий вид с частичным разрезом; на фиг. 2 - барабан с частичным разрезом; на фиг. 3 барабан с подпружиненным подвижным днищем.

Центробежный сепаратор включает барабан 1, содержащий основание 2 с разгрузочными щелями 3, связанную с основанием при помощи затяжного кольца 4 крышку 5, расположенное в основании подвижное днище 6, тарелкодержатель 7 с пакетом тарелок 8 и гидравлическую систему для перемещения подвижного днища, состоящую из выполненной в основании камеры 9 для буферной жидкости, сообщенной по меньшей мере одним каналом 10 с полостью 11 под подвижным днищем, трубопровода 12 с форсункой 13 для подачи буферной жидкости в камеру и по меньшей мере одного выполненного в основании канала 14 для слива ее из полости. В нижней части крышки в зоне контакта с основанием выполнена кольцевая проточка 15. Подвижное днище 6 снабжено кольцевым диском 16, размещенным в проточке по скользящей посадке и служащим запирающим элементом для разгрузочных щелей основания при перемещении подвижного днища под действием поступающей на разделение жидкости.

В подвижном днище выполнены разгрузочные щели 17, совмещаемые с разгрузочными щелями 3 основания в период разгрузки барабана.

На кольцевом диске 16 закреплено уплотнительное кольцо 18, а в проточке размещено по меньшей мере одно уплотнительное кольцо 19. Привод барабана содержит электродвигатель 20 и передаточный механизм 21. Подвижное днище подпружинено, например, пружинами 22
Сепаратор снабжен приемником осадка 23, приемно-отводящим средством 24 и пультом управления 25 с программным блоком и электромагнитным клапаном 26.

Сепаратор работает следующим образом.

После включения сепаратора с помощью пульта управления 7 барабан 1 разгоняется до рабочих чисел оборотов. Затем сепарируемая жидкость через приемно-отводящее средство 24 подается в барабан 1, в котором подвижное днище 6 под действием гидростатического давления этой жидкости автоматически прижимается через уплотнительное кольцо 18 к основанию 2 и тем самым запирает (герметизирует) барабан 4. Сепарируемая жидкость по вертикальным каналам пакета тарелок 8 заполняет межтарелочное пространство, в котором под действием центробежных сил происходит разделение сепарируемой жидкости на легкую и тяжелую жидкие фракции, при этом механические примеси оседают в шламовом пространстве барабана 1. Вывод жидкости фракций осуществляется, например, с помощью напорных дисков приемно -отводящего средства 24.

По мере накопления в шламовом пространстве осадка производится без остановки подачи в барабан 1 сепарируемой жидкости частичная разгрузка его от осадка в объеме, не превышающем объем шламового пространства.

При этом в период цикла разгрузки по команде программного блока пульта управления 25 или просто ручным нажатием с последующим отпусканием пусковой кнопки кратковременно открывается электромагнитный клапана 26 и буферная жидкость через форсунку 13 впрыскивается с требуемыми расходом и объемом в камеру 9, из которой по каналу 1 попадает в полость 11 под подвижным днищем 6, которое под действием гидростатического давления вращающейся вместе с барабаном буферной жидкости перемещается вверх и осадок через разгрузочные щели 17 подвижного днища, образовавшийся зазор между этим днищем и основанием 2 и его разгрузочные щели 3 выводится из барабана. После закрытия клапана 2 и последующего выброса через каналы 14 из полости 11 буферной жидкости подвижное днище 6 под действием гидростатического давления вращающейся непрерывно поступающей в барабан 1 сепарируемой жидкости перемещается вниз и запирает барабан до следующего цикла разгрузки.

Следует отметить, что из-за совпадения направлений перемещения подвижного днища, силы тяжести его и осевой силы от гидростатического давления непрерывно поступающей в барабан сепарируемой жидкости, а также исключения из состава гидравлической системы средств запирания с обслуживающими ее инерционными устройствами, например, электромагнитным клапаном, в предложенном устройстве по сравнению с известным время запирания барабана сведено до минимума. Это позволяет в период цикла частичной разгрузки барабана увеличить время на отпирание барабана и за счет этого достичь максимальной величины щели между основанием 2 и кольцевым диском 16 подвижного днища при перемещении его вверх вдоль оси барабана, что обеспечивает эффективную выгрузку волокнистых и трудновыгружаемых осадков.

При сверхкоротком периоде цикла частичной разгрузки барабана 1 (T <0,1 с) время запирания можно сократить и соответственно увеличить время отпирания барабана путем установки между подвижным днищем 6 и крышкой пружин 22 (см. фиг. 3).

Упрощение конструкций барабана и гидравлической системы в сочетании с уменьшением габаритов и веса привода позволяет снизить тредоемкость изготовления и вследствие этого себестоимость сепаратора.

Уменьшение потребляемой мощности, расхода буферной жидкости и занимаемой площади объема производственного помещения позволит снизить расходы на эксплуатацию сепаратора.

Использование: изобретение относится к технике центробежного разделения жидких смесей и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Сущность: центробежный сепаратор включает барабан, содержащий основание с разгрузочными щелями, крышку, подвижное днище с полостью под ним, пакет тарелок, гидравлическую систему для перемещения подвижного днища и привод. В нижней части крышки в зоне контакта с основанием выполнена кольцевая проточка. Подвижное днище снабжено кольцевым диском, размещенным в проточке и служащим запирающим элементом для разгрузочных щелей основания при перемещении подвижного днища под действием поступающей на разделение жидкости. В подвижном днище также выполнены разгрузочные щели, совмещаемые с разгрузочными щелями основания в период разгрузки барабана. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Центробежный сепаратор, включающий барабан, содержащий основание с разгрузочными щелями, связанную с основанием крышку, расположенное в нем с образованием полости подвижное днище, пакет тарелок и гидравлическую систему для перемещения подвижного днища, состоящую из выполненной в основании камеры для буферной жидкости, сообщенной по меньшей мере одним каналом с полостью под подвижным днищем, трубопровода с форсункой для подачи буферной жидкости в камеру и по меньшей мере одного выполненного в основании канала для слива ее из полости, и привод, отличающийся тем, что в нижней части крышки в зоне контакта с основанием выполнена кольцевая проточка, при этом подвижное днище снабжено кольцевым диском, размещенным в проточке и служащим запирающим элементом для разгрузочных щелей основания при перемещении подвижного днища под действием поступающей на разделение жидкости, причем в подвижном днище также выполнены разгрузочные щели, совмещаемые с разгрузочными щелями основания в период разгрузки барабана. 2. Сепаратор по п. 1, отличающийся тем, что подвижное днище барабана подпружинено.