ДЕФЕКАТОР Российский патент 1999 года по МПК C13D3/02 

Изобретение относится к оборудованию для сахарной промышленности и предназначено для обработки сахарсодержащего раствора известью.

Известен дефекатор, состоящий из цилиндрического корпуса с патрубками подвода и отвода сока, содержащего сообщающиеся секции /а.с. СССР N 1271874, кл. C 13 D 3/02, 1975/.

За счет разделения корпуса на сообщающиеся секции обеспечивается примерно одинаковое время пребывания всех частиц потока очищаемого сока, равное среднему времени их пребывания в аппарате.

Однако применение определенного типоразмера аппарата эффективно только для одного технологического качества обрабатываемого сока.

Изменение качества поступающего сока обуславливает необходимость регулирования длительности процесса основной дефекации, что в известном аппарате невозможно.

Невозможность регулирования длительности процесса дефекации ухудшает качество сока и приводит к потерям сахара в мелассе.

Этот недостаток устранен в дефекаторе, являющемся наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату, содержащем вертикальный цилиндрический корпус с патрубками подвода и отвода сока, разделенный торцовой стенкой в виде конуса, вершина которого направлена к крышке корпуса, на две сообщающиеся части - верхнюю и нижнюю и секционированный радиальными вертикальными перегородками, установленные в корпусе турбулизатор в виде решетки и устройство для изменения уровня сока, состоящее из вертикальной перегородки с переливными окнами по ее высоте и поплавковыми клапанами с ограничителями их хода, при этом две соседние радиальные перегородки и вертикальная перегородка образуют вертикальную трубу /а.с. СССР N 1731816, кл. C 13 D 3/02, 1992/.

Обрабатываемый сок поступает в аппарат через патрубок подвода сока и распределяется на определенном уровне выше торцовой стенки, опускается вниз к решетке, направляясь к днищу, турбулизуется, перемешивается в нижней части первой секции, затем поднимается к отверстию в вертикальной перегородке и поступает в вертикальную трубу с окнами устройства для изменения уровня сока, по которой поднимается вверх до уровня первого открытого окна и распределяется в вернем уровне сока второй секции.

Под действием выталкивающей силы подвижные поплавки перемещаются в верхнее свое положение и перекрывают все окна перегородки, расположенные ниже установившегося уровня сока во второй секции.

Движение сока в нижней части второй секции и последующих секциях осуществляется аналогично.

В аппарате созданы оптимальные условия для обработки сока различного технологического качества - обеспечивается возможность регулирования времени обработки сока, при этом режим движения сока приближается к режиму вытеснения жидкости, а по пути движения обеспечивается необходимый режим перемешивания.

Недостатком аппарата является сложность организации движения сока в режиме вытеснения и перемешивания, а также сложность устройства для изменения уровня сока из-за наличия большого количества поплавковых клапанов, что снижает надежность работы аппарата, а также не позволяет регулировать уровень сока в аппарате бесступенчато.

В основу изобретения положена задача создать более простую конструкцию дефекатора, обеспечивающую при этом более надежную работу, возможность бесступенчатого регулирования времени обработки сока в оптимальном режиме перемешивания при более простой организации режима вытеснения.

Технический результат достигается тем, что в дефекаторе, содержащем цилиндрический корпус с коническим днищем, разделенный конусообразной перегородкой на сообщающиеся верхнюю и нижнюю части, турбулизатор сока, устройство изменения его уровня в верхней части, состоящее из вертикальной трубы и поплавка, патрубки подвода и отвода сока, верхняя и нижняя части корпуса сообщены при помощи вертикальной трубы и поплавка устройства изменения уровня сока, при этом поплавок снабжен кольцевой полостью и расположен на верхнем конце трубы с возможностью осевого перемещения, турбулизатор размещен в нижней части корпуса, а патрубок подвода сока подключен к ней тангенциально.

Для повышения надежности работы устройство изменения уровня сока в верхней части снабжено патрубком для подвода воздуха, расположенным в кольцевой полости поплавка.

Снабжение поплавка кольцевой полостью и установка его на верхнем конце трубы устройства изменения уровня сока в верхней части корпуса с возможностью осевого перемещения позволяет уменьшить количество поплавков, обеспечить бесступенчатое изменение уровня сока, что упрощает конструкцию и повышает надежность работы дефекатора.

Тангенциальное подключение патрубка подвода сока к нижней части корпуса создает направленное вращательное движение сокового потока к днищу корпуса. При опускании вниз скорость потока увеличивается до максимального значения в зоне турбулизатора, где поток интенсивно перемешивается, и, изменяя направление движения, с достаточно точно высокой скоростью поднимается вверх по устройству изменения уровня сока в верхней части корпуса, где равномерно распределяется в горизонтальном слое сока, опускается вниз с практически постоянной скоростью к конусообразной перегородке и выводится через патрубок из дефекатора.

Таким образом обеспечивается движение сокового потока в режиме вытеснения в условиях оптимального перемешивания более просто, чем в известном дефекаторе.

Снабжение устройства изменения уровня сока в верхней части корпуса патрубком для подвода сжатого воздуха, расположенным в кольцевой полости поплавка, обеспечивает гарантированную плавучесть поплавка и повышает тем самым надежность и безопасность работы дефекатора.

Заявляемый дефекатор поясняется чертежами, на которых изображено:
фиг. 1 - общий вид дефекатора;
фиг. 2 - разрез по А-А на фиг. 1;
фиг. 3 - поплавок /выносной элемент на фиг. 1/;
фиг. 4 - разрез по Б-Б на фиг. 1.

Дефекатор содержит цилиндрический корпус 1 с коническим днищем 2, разделенный конусообразной перегородкой 3 на две части - нижнюю 4 и верхнюю 5. Вершина конуса конусообразной перегородки 3 направлена к днищу 2 корпуса 1. К корпусу 1 в нижней части 4 ниже основания конусообразной перегородки 3 тангенциально подключен патрубок 6 для подвода предварительно обработанного сока в нижнюю часть 4 дефекатора.

Дефекатор снабжен устройством изменения уровня сока в верхней части 5, состоящим из вертикально установленной и закрепленной в перегородке 3 трубы 7 и поплавка 8, посредством которых в заполненном соком состоянии дефекатора сообщены нижняя 4 и верхняя 5 части корпуса 1.

Поплавок 8 состоит из двух соосных труб, соединенных между собой в верхней части, при этом внутренняя труба выполнена цилиндрической, а наружная - ступенчатой формы, а между ними образована открытая снизу кольцевая полость 9.

Труба 7 входит в кольцевую полость 9 поплавка 8, что обеспечивает возможность осевого перемещения поплавка 8 в заполненном соком дефекаторе за счет образования в кольцевой полости 9 воздушной пробки, обуславливающей положительную плавучесть поплавка 8.

На крышке 10 корпуса 1 соосно трубе 7 установлен ограничитель 11 хода поплавка 8.

Для обеспечения гарантированной плавучести поплавка 8 в процессе эксплуатации дефекатора устройство изменения уровня сока в верхней части 5 снабжено патрубком 12 подвода воздуха, расположенным в кольцевой полости 9 поплавка 8, закрепленным на трубе 7.

Между днищем 2 и вертикальной трубой 7 в нижней части 4 корпуса 1 расположен турбулизатор 13, представляющий собой вертикально установленные плоские ребра.

Для измерения уровня сока в верхней части 5 служит датчик 14.

В нижней части конусообразной перегородки 3 расположен патрубок 15 отвода сока, на котором установлен клапан 16 для регулирования расхода сока, выходящего из дефекатора.

Для удаления твердых примесей и окончательного опорожнения дефекатора при его остановке предназначен патрубок 17.

Удаление пены и сока при переполнении дефекатора осуществляется через переливной карман 18 с патрубком 19.

Дефекатор работает следующим образом.

В зависимости от качества поступающего в дефекатор сока задаются оптимальной длительностью его обработки и клапаном 16 устанавливают необходимый расход сока на выходе из дефекатора, обеспечивающий заданное время пребывания в нем сока.

При постоянном расходе сока на входе в дефекатор устанавливается определенный уровень сока в верхней части 5 корпуса 1, который измеряется датчиком 14.

При увеличении расхода сока на входе в дефекатор уровень сока в верхней части 5 поднимается, а при снижении расхода - опускается.

Предварительно обработанный щелочными реагентами сок через тангенциально расположенный патрубок 6 непрерывно поступает в нижнюю часть 4 корпуса 1 ниже основания конусообразной перегородки 3, где, вращаясь, равномерно распределяется и опускается к днищу 2. В зоне днища 2 корпуса 1 скорость сокового потока увеличивается. Посредством турбулизатора 13 происходит дополнительное перемешивание сока, а затем по вертикально установленной трубе 7 и внутренней трубе поплавка 8 сок поднимается до верхней кромки поплавка 8 и, переливаясь через нее, равномерно распределяется в верхнем слое на определенном уровне в верхней части 5 корпуса 1.

При этом образовавшаяся при заполнении дефекатора воздушная пробка в кольцевой полости 9 поплавка 8 препятствует движению сока по кольцевой полости 9 вверх и обеспечивает положительную плавучесть поплавка 8 на установившемся определенном уровне сока в верней части.

За заданное время выдержки в верхней части 5 сок опускается к патрубку 15 и выводится из дефекатора при открытом на определенную величину клапане 16.

В процессе работы при установленном времени обработки и расходе сока на выходе из дефекатора и изменении расхода сока на входе в дефекатор уровень сока в верхней части 5 может меняться в пределах от нижнего до верхнего его значения.

Поплавок 8 при этом бесступенчато перемещается вверх или вниз по трубе 7.

Поддержание поплавка на определенном уровне обеспечивается его положительной плавучестью, т.е. его массой и объемом кольцевой полости 9.

Для повышения надежности плавучести поплавка 8 через патрубок 12 периодически подают сжатый воздух в кольцевую полость 9. При этом избыток воздуха удаляется из кольцевой полости 9 в верхнюю часть корпуса 1 через нижнюю кромку внутренней трубы поплавка 8.

Отвод обработанного сока осуществляют через патрубок 15, удаление твердых примесей и песка, а также опорожнение дефекатора при его остановке производят периодически через патрубок 17, отвод пены - через карман 18 и патрубок 19. Через карман 18 и патрубок 19 отводится также сок в случае переполнения дефекатора.

Заполнение дефекатора осуществляют при закрытом клапане 16. Поплавок 8 при этом поднимают вверх с помощью дополнительных средств /не показаны/ и удерживают в таком положении, пока дефекатор не заполнится до нижнего уровня. После заполнения дефекатора до нижнего уровня поплавок 8 опускают вниз до нижнего уровня, поднимают уровень сока до требуемой величины с помощью клапана 16, регулирующего расход сока на выходе из дефекатора. При опускании поплавка 8 вниз в кольцевой полости 9 образуется воздушная пробка, которая обеспечивает положительную плавучесть поплавка 8 и препятствует движению сока по кольцевой полости 9. При подъеме уровня в дефекаторе до требуемой величины поплавок 8 также поднимается до этого уровня.

Для исключения дополнительных средств подъема и опускания поплавка 8 /не показаны/ при заполнении дефекатора, а также для обеспечения гарантированной и более надежной положительной плавучести поплавка 8 предпочтительнее подавать сжатый воздух в патрубок 12 под избыточным давлением, превышающим высоту столба сока, равную высоте поплавка 8. Кроме того, это повышает безопасность обслуживания и позволяет уменьшить габариты поплавка.

Таким образом, упрощение конструкции дефекатора, обеспечение при этом возможности бесступенчатого регулирования длительности обработки сока и повышение надежности работы дефекатора обусловлено более просто организованным движением сока в оптимальном режиме вытеснения и перемешивания, чем в прототипе, уменьшением количества поплавков до одного, установкой поплавка на верхнем конце трубы устройства изменения уровня сока в верхней части с возможностью осевого перемещения, обеспечением ему положительной плавучести.

Изобретение относится к оборудованию для обработки сахарсодержащего раствора известью. Дефекатор содержит цилиндрический корпус с коническим днищем, разделенный конусообразной перегородкой на верхнюю и нижнюю части. В последней размещен турбулизатор сока. В корпусе установлено устройство изменения уровня сока в верхней части, состоящее из вертикальной трубы и поплавка. Верхняя и нижняя части корпуса сообщены при помощи вертикальной трубы и поплавка указанного устройства. Поплавок имеет кольцевую полость и расположен на верхнем конце трубы с возможностью осевого перемещения. В его полости размещен патрубок подвода воздуха. Корпус снабжен патрубками подвода и отвода сока. Патрубок подвода последнего прикреплен к корпусу тангенциально. Повышение надежности работы дефекатора обусловлено простотой организации движения сока в режиме вытеснения и перемешивания, простотой конструкции устройства для изменения уровня сока и возможностью бесступенчатого изменения длительности обработки сока. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Дефекатор, содержащий цилиндрический корпус с коническим днищем, разделенный конусообразной перегородкой на верхнюю и нижнюю части, турбулизатор сока, устройство изменения его уровня в верхней части, состоящее из вертикальной трубы и поплавка, и патрубки подвода и отвода сока, отличающийся тем, что верхняя и нижняя части корпуса сообщены при помощи вертикальной трубы и поплавка устройства изменения уровня сока, при этом поплавок имеет кольцевую полость и расположен на верхнем конце трубы с возможностью осевого перемещения, причем турбулизатор сока размешен в нижней части корпуса, а патрубок подвода сока подключен к ней тангенциально. 2. Дефекатор по п.1, отличающийся тем, что устройство изменения уровня сока в верхней части снабжено патрубком подвода воздуха, расположенным в кольцевой полости поплавка.