ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР Российский патент 1998 года по МПК B04B1/08 B04B11/02 

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

Известен центробежный сепаратор, содержащий привод, барабан, включающий основание с разгрузочными щелями и полый цилиндрический поршень с фланцем, охватывающий основание, и механизм для выгрузки осадка, содержащий гидравлическую систему для перемещения поршня при запирании барабана, выполненную в виде закрепленной на основании барабана и заполненной буферной жидкостью камеры, и пневматическую систему для отпирания барабана, состоящую из компрессора, выход которого соединен с входом выполненного на веретене привода канала, выходы которого соединены с камерой над фланцем поршня [1].

Этот сепаратор из-за большого веса, момента инерции и наружной поверхности барабана, обусловленных громоздкостью механизма для выгрузки осадка вследствие размещения его в значительной мере вне периферийной части барабана, обладает повышенной потребляемой мощностью привода, а значит и повышенными весогабаритными характеристиками.

Ближайшим техническим решением к предложенному является центробежный сепаратор, включающий установленный вертикально на валу барабан, состоящий из основания с разгрузочными щелями, крышки, размещенного внутри тарелкодержателя с пакетом тарелок и цилиндрического поршня, гидравлическое средство для перемещения поршня вниз и открывания разгрузочных щелей, средство для его перемещения вверх и закрывания последних и привод барабана [2].

Недостатком сепаратора является то, что барабан имеет большие габариты, обусловленные размещением в основании барабана средств для перемещения поршня, вес и момент инерции, которые приводят к повышенному потреблению мощности.

При частичных разгрузках из-за медленного перекрытия разгрузочных щелей основания поршнем выгружаемый осадок из-за смешивания с межтарелочной жидкостью обладает повышенной влажностью, что обуславливает повышенные потери жидкой фракции и увеличивает время процесса обработки и получения готового продукта в виде пасты и порошка, если сепарируемая жидкость является суспензией.

Технический результат изобретения заключается в уменьшении весогабаритных характеристик сепаратора и, таким образом, уменьшении потребляемой мощности, обеспечении более надежной работы сепаратора и уменьшении влажности выгружаемого осадка.

Это достигается тем, что в предложенном сепараторе, включающем установленный вертикально на валу барабан, состоящий из основания с разгрузочными щелями, крышки, размещенного внутри тарелкодержателя с пакетом тарелок и цилиндрического поршня, гидравлическое средство для перемещения поршня вниз и открывания разгрузочных щелей, средство для его перемещения вверх и закрывания последних и привод барабана, на внутренней поверхности поршня выполнены выемки, при этом средство для перемещения поршня вверх и закрывания разгрузочных щелей содержит выполненные в основании радиальные глухие отверстия и размещенные в них с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием центробежной силы толкатели, каждый из которых имеет скос для контакта с поверхностью выемки и образования клинового соединения.

Изобретение поясняется чертежом, на котором на фиг. 1 схематично изображен центробежный сепаратор в общем виде с частичным продольным разрезом; на фиг. 2 - барабан с частичным продольным разрезом; на фиг. 3 - продольный разрез толкателя; на фиг. 4 - вариант конструкции барабана с внутренним поршнем с частичным продольным разрезом и на фиг. 5 - подпружиненный поршень барабана в продольном разрезе.

Центробежный сепаратор включает корпус 1 с крышкой 2, на которой установлено приемно-отводящее устройство 3, приемник осадка 4, установленный вертикально на валу 5, барабан 6, состоящий из основания 7 с разгрузочными щелями 8, крышки 9, связанной при помощи затяжного кольца 10 с основанием, размещенный внутри барабана тарелкодержатель 11 с пакетом тарелок 12, цилиндрический поршень 13 с фланцем 14, размещенный снаружи основания (см. фиг. 2) или внутри барабана (см. фиг. 4) между внутренней поверхностью основания и расположенной в нем вставки 15, гидравлическое средство для перемещения поршня вниз и открывания разгрузочных щелей, содержащее установленную под барабаном форсунку 16, вход которой сообщен с трубопроводом 17 буферной жидкости с электромагнитным клапаном 18, связанным с пультом управления 19, и привод барабана, состоящий из передаточного механизма 20 и электродвигателя 21, подключенного к пульту управления 19. Барабан снабжен средством для перемещения поршня вверх и закрывания разгрузочных щелей 8, содержащий выполненные в основании радиальные глухие отверстия 22 и размещенные в них с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием центробежной силы толкатели 23, каждый из которых имеет скос 24 для контакта с поверхностью одной из выемок 25 на внутренней поверхности поршня для образования клинового соединения 26. Полый цилиндрический поршень имеет каналы 27 для слива буферной жидкости. Между фланцем 14 поршня и основанием 7 (см. фиг. 1) и вставкой 15 (см. фиг. 2) расположена полость 28, сообщенная с каналами 27.

Барабан, изображенный на фиг. 4, содержит камеру 29, выполненную в основании 7 и служащую для подачи буферной жидкости через каналы 30 и 31 во вставке в полость 28, при этом основание имеет дренажный канал 32 с сечением, большим сечения канала 30 для ускоренного вывода излишков буферной жидкости из полости 33, расположенной под фланцем кольцевого поршня, по сравнению со сливом буферной жидкости через канал 27, и сообщенный с ним канал 34 из полости 28 наружу барабана. Для ускорения закрывания разгрузочных щелей между основанием 7 и кольцевым поршнем 13 установлены упругие элементы 35 (см. фиг. 5).

Вставка 15 прикреплена к днищу основания при помощи болтов 36. Толкатели 23 могут быть снабжены упругими элементами, например пружинами 37 (см. фиг. 3), для ускорения их перемещения в глухих отверстиях 22.

Основание барабана, изображенного на фиг. 2, имеет ограничитель 38 хода поршня 13.

Сепаратор работает следующим образом.

После включения сепаратора с помощью пульта управления 19 барабан 6 разгоняется до рабочих чисел оборотов, при этом под действием центробежных сил от массы толкателей 23 поршень 13 перемещается вверх до контакта с седлом 39 и тем самым закрываются разгрузочные щели 8. Затем сепарируемая жидкость через приемно-отводящее устройство 3 подается в барабан 6 и заполняет межтарелочное пространство, в котором под действием центробежных сил при ламинарном течении жидкости происходит разделение ее на легкую и тяжелую фракции, при этом механические примеси оседают в шламовом пространстве (ШП). Вывод жидких фракций из барабана осуществляется, например, с помощью напорных дисков (на чертежах не изображено) приемно-отводящего устройства 3.

По мере накопления осадка в ШП производится без остановки подачи сепарируемой жидкости в барабан 6 частичная разгрузка его от осадка в объеме, не превышающем объем ШП. При этом в период цикла разгрузки по командам программного блока пульта управления 19 кратковременно открывается электромагнитный клапан 18 и буферная вода из трубопровода 17 через форсунку 16 впрыскивается с требуемым расходом и объемом в полость 28 над фланцем 14. Поршень 13, перемещаясь вниз от действия гидростатического давления буферной жидкости на этот фланец и перемещая толкатели 23 к оси основания 7, открывает разгрузочные щели и осадок через них под действием гидростатического давления выгружается в приемник осадка 4. После закрытия клапана 18 и последующего выброса остатков буферной жидкости через канал 27 из полости 28 поршень 13 под действием центробежных сил толкателями 23 перемещается вверх до контакта с седлом 39 и тем самым запирает барабан до следующего цикла разгрузки.

Упрощение конструкции барабана и гидравлической системы для перемещения поршня барабана в сочетании с уменьшением габаритов и веса привода позволит снизить трудоемкость изготовления и вследствие этого себестоимость сепаратора.

Уменьшение потребляемой мощности привода, а также занимаемой площади и объема производственного помещения позволит снизить расходы на эксплуатацию сепаратора.

За счет уменьшения времени на запирание барабана в предложенном сепараторе достигается повышение производительности, а также уменьшение влажности выгружаемого осадка, что, в свою очередь, сокращает процесс обработки и получения готового продукта в виде пасты и порошка.

Использование: изобретение относится к оборудованию для цетробежного разделения жидких смесей и может быть использовано в пищевой и других отраслях промышленности. Сущность: центральный сепаратор включает установленный вертикально на валу барабан, состоящий из основания с разгрузочными щелями, крышки, размещенного внутри тарелкодержателя с пакетом тарелок и цилиндрического поршня. Сепаратор снабжен гидравлическим средством для перемещения поршня вниз и открывания разгрузочных щелей и средством для его перемещения вверх и закрывания последних. На внутренней поверхности поршня выполнены выемки. Средство для перемещения поршня вверх и закрывания разгрузочных отверстий содержит выполненные в основании глухие отверстия и размещенные в них с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием центробежной силы толкатели, каждый из которых имеет скос для контакта с поверхностью выемки и образования клинового соединения 5 ил.

Центробежный сепаратор, включающий установленный вертикально на валу барабан, состоящий из основания с разгрузочными щелями, крышки, размещенного внутри тарелкодержателя с пакетом тарелок и цилиндрического поршня, гидравлическое средство для перемещения поршня вниз и открывания разгрузочных щелей, средство для его перемещения вверх и закрывания щелей и привод барабана, отличающийся тем, что на внутренней поверхности поршня выполнены выемки, при этом средство для перемещения поршня вверх и закрывания разгрузочных щелей содержит выполненные в основании радиальные глухие отверстия и размещенные в них с возможностью возвратно-поступательного перемещения под действием центробежной силы толкатели, каждый из которых имеет скос для контакта с поверхностью выемки и образования клинового соединения.