РОТОР ЦЕНТРОБЕЖНОГО СЕПАРАТОРА Российский патент 1999 года по МПК B04B1/08 B04B11/02 

Изобретение относится к области центрифугального разделения разноплотных текучих сред сопловыми сепараторами и может быть использовано для сепарирования молока, его продуктов, крови животных, очистки соков и масел, в крахмалопаточном производстве, в производстве биовитаминных концентратов, химических и других производствах.

Известен ротор центробежного сепаратора, включающий основание, скрепленную с ним крышку, установленный на вставкодержателе пакет сепарирующих вставок и средство для непрерывной выгрузки из шламового пространства сгущенной фракции, состоящее из наклоненных каналов с установленными в них дроссельными головками. При этом каналы наклонены к радиусу ротора в осевой плоскости [Авторское свидетельство SU N 1747173, кл. B 04 B 1/04, 1992].

Недостаток известного ротора заключается в необходимости его остановки, разборки и ручной очистки при каждом забивании любой из дроссельных головок выгружаемой сгущенной фракцией.

Известен также ротор центробежного сепаратора, включающий основание, скрепленную с ним крышку и установленный на вставкодержателе пакет сепарирующих вставок, отверстия для выгрузки сгущенной фракции из шламового пространства, расположенный в основании поршень для их периодического открывания и средство для непрерывной выгрузки из шламового пространства сгущенной фракции, состоящее из наклоненных каналов с установленными в них дроссельными головками. При этом каналы наклонены к радиусу ротора в осевой плоскости [О. П. Новиков, Н. П. Козлова Современные конструкции центробежных жидкостных сепараторов //Цинтихимнефтемаш// Химическое и нефтеперерабатывающее машиностроение Серия ХМ-1. Обзорная информация. М., 1984, стр.35, рис. 17] . Угол наклона может быть ограничен конструктивными особенностями ротора.

В этом роторе при засорении дроссельной головки срабатывает поршень, и шламовое пространство освобождается от сгущенной фракции, в результате чего последняя должна выводиться также из наклоненных каналов с дроссельными головками. Однако, поскольку движение отсепарированной фракции от окружности меньшего радиуса к окружности большего радиуса происходит по спирали, то стенки канала оказывают такому движению существенное сопротивление, замедляя его, особенно при малых углах наклона каналов. Поэтому очистка дроссельных головок и каналов не может произойти или происходит лишь частично. В этих случаях требуется остановка, разборка ротора и ручная чистка дроссельных головок.

Технический результат, который достигается изобретением, заключается в повышении средней производительности путем улучшения условий выгрузки сгущенной фракции из каналов и дроссельных головок при открывании поршнем отверстий и выгрузке сгущенной фракции из шламового пространства. Рост средней производительности обеспечивается за счет увеличения периода работы при безразборной чистке дроссельных головок.

Указанное достигается тем, что в роторе центробежного сепаратора, включающем основание, скрепленную с ним крышку, установленный на вставкодержателе пакет сепарирующих вставок, отверстия для выгрузки сгущенной фракции из шламового пространства, расположенный в основании поршень для их периодического открывания и средство для непрерывной выгрузки из шламового пространства сгущенной фракции, состоящее из наклоненных каналов с установленными в них дроссельными головками, каждый канал расположен так, что проекция его оси на плоскость вращения ротора составляет с ее радиусом угол от 2^o до 90^o, при этом канал направлен в сторону, противоположную направлению вращения ротора.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется чертежом из пяти фигур, на котором на фиг. 1. изображен продольный разрез ротора центробежного сепаратора с дроссельными головками, размещенными на выходе из ротора, на фиг. 2 - вид ротора по стрелке А, на фиг. 3 и 4 - продольные разрезы ротора соответственно с разделительной вставкой, размещенной между шламовым пространством и каналами, а также дроссельными головками, установленными со стороны шламового пространства, на фиг. 5 - вид ротора по стрелке Б.

На фиг. 1 и 4 дроссельные головки, оказавшиеся в разрезах, условно показаны неразрезанными.

Ротор центробежного сепаратора имеет основание 1, скрепленную с ним крышку 2 и пакет сепарирующих вставок 3 на вставкодержателе 4, которыми образовано шламовое пространство 5. В роторе предусмотрены периферийные отверстия 6 в крышке 2 или отверстия 7 в основании 1 для выгрузки через них накопленной в шламовом пространстве 5 сгущенной фракции. Отверстия 6 перекрыты в период сепарирования поршнем 8 и отверстия 7 - поршнем 9. Поршни 8 и 9 предназначены для организации периодической выгрузки сгущенной фракции кратковременным открытием отверстий 6 и 7. Для управления положением поршней 8 и 9 предусмотрены полости 10, 11 и 12, сообщающиеся с типовыми устройствами для такого управления, которые в графических материалах не показаны.

Для организации непрерывной выгрузки сгущенной фракции в роторе имеются средства, состоящие из наклонных каналов 13 и 14 с установленными в них дроссельными головками 15 и каналов 16 с дроссельными головками 17. Каналы с дроссельными головками обращены своим впускным отверстием 13 к шламовому пространству 5. Средства для организации непрерывной выгрузки могут быть выполнены в основании 1 или крышке 2. И сообщаться со шламовым пространством 5 через промежуточные каналы, например, образованные между крышкой 2 и тонкостенной вставкой 19. Промежуточные каналы могут быть образованы трубками, и каждый наклонный канал 13, 14 или 16 расположен так, что проекция его оси на плоскость вращения ротора составляет с радиусом в этой плоскости угол α , который может иметь значение от 2^o до 90^o. При этом канал направлен в сторону, противоположную направлению вращения ротора ω. Каналы 13, 14 или 16 могут быть прямолинейными или криволинейными, а также могут быть выполнены таким образом, что проекции их осей на продольную осевую плоскость могут составлять с радиусом произвольный угол β , включая 0^o, то есть лежать в плоскости вращения, и 90^o, то есть лежать на поверхности, образующая которой параллельна оси ротора.

Ротор центробежного сепаратора работает следующим образом.

Разделяемая среда, например суспензия с более тяжелой дисперсной фазой, поступает в ротор и приобретает угловую скорость от вращающихся основания 1, крышки 2, вставкодержателя 4 с пакетом сепарирующих вставок 3. В результате происходит ее разделение. Более легкая фаза - фугат протекает в пакете 3 и далее выводится из ротора. Более тяжелая дисперсная фаза скапливается в виде сгущенной тяжелой фракции в шламовом пространстве 5, откуда непрерывно через впускные отверстия 18 поступает в каналы 13 и 14 и далее в дроссельные головки 15, через которые выбрасывается из ротора, или вначале проходит дроссельные головки 17 и затем попадает в трубки 16, откуда также выбрасывается из ротора. При наличии тонкостенной вставки 19 радиус забора из шламового пространства 5 текучей части сгущенной тяжелой фракции может определяться наибольшим диаметром вставки.

При случайной закупорке дроссельной головки 15 или 17 поршень 8 или 9 смещают на короткий промежуток времени в осевом направлении за счет изменения подачи буферной жидкости в плоскости 10, 11 или 12. При этом открывается периферийная разгрузочная щель между крышкой 2 и подвижным днищем 9. Тяжелая дисперсная фракция из шламового пространства 5 устремляется под действием центробежных сил инерции в открывшуюся разгрузочную щель и далее через отверстия 6 или 7 выбрасывается из ротора.

Происходит быстрая, в течение короткого интервала времени, выгрузка тяжелой отсепарированной фракции из шламового пространства 5, из каналов 13 и 14 с дроссельными головками 15 и от впускного отверстия 18 дроссельной головки 17.

Наличие наклона каналов с дроссельными головками под утлом α обеспечивает при любом значении угла β интенсивный отток от дроссельной головки сгущенной фракции и вместе с ней частиц, забивших дроссельную головку. При малых значениях угла β оттекание усиливается с увеличение угла α, так как при этом обеспечивается расположение канала с дроссельной головкой в сторону периферии ротора. Наименьший наклон с углом α = 2^° обеспечивает самопроизвольное сползание текучей отсепарированной фракции и ее крупных одиночных частиц. При меньшем угле последние могут зависать в трубке. При угле α > 90^° в средствах для непрерывной выгрузки сгущенной фракции появляется застойная область, и очистка дроссельных головок 15 и 17 может не произойти.

После разгрузки шламового пространства 5 и очистки дроссельных головок 15 и 17 вновь перекрывается поршнем 8, 9 периферийная часть шламового пространства 5, отгораживая от него отверстия 6. Процесс сепарирования восстанавливается, и в шламовом пространстве 5 вновь накапливается, сгущается и непрерывно выводится через каналы 13, 14 и 16 и дроссельные головки 15 и 17 фракция.

При безразборной мойке ротора его работа происходит аналогично описанному выше, но с моющей жидкостью и смываемым ею осадком.

Предлагаемое изобретение может быть реализовано в роторах на веретене и подвесных, с соплами, выполненными в крышке или основании, расположенном внутри шламового пространства. Каналы могут быть прямолинейными или криволинейными, фрезерованными или в виде вставных трубок. При использовании средств с дроссельными головками со стороны впускной части изобретение позволяет размещать впускную часть непосредственно у периферийной части шламового пространства.

Аналогично показанным вариантам может реализовываться конструкция и работа ротора центробежного сепаратора со шламовым пространством для сгущенной легкой фракции.

Предложенный ротор центробежного сепаратора обеспечивает повышение средней производительности путем улучшения выгрузки сгущенной фракции. Кроме того, наличие α = 2^°...90^° повышает сопротивление втеканию сгущенной фракции в средство для ее непрерывной выгрузки, что создает возможность повысить степень ее сгущения, а при очистке, наоборот, способствует вытеканию из него.

Изобретение относится к оборудованию для разделения разноплотных текучих сред и может быть использовано для сепарирования молока и других продуктов. Ротор центробежного сепаратора включает основание, скрепленную с ним крышку и установленный на вставкодержателе пакет сепарирующих вставок. Ротор имеет отверстия для выгрузки сгущенной фракции из шламового пространства, расположенный в основании поршень для их периодического открывания и средство для непрерывной выгрузки из шламового пространства сгущенной фракции. Оно состоит из наклонных каналов с установленными в них дроссельными головками. Каждый канал расположен таким образом, что проекция его оси на плоскость вращения ротора составляет с ее радиусом угол в пределах 2 - 90^o, при этом канал направлен в сторону, противоположную направлению вращения ротора. Изобретение обеспечивает улучшение условий выгрузки сгущенной фракции и повышение средней производительности. 5 ил.

Ротор центробежного сепаратора, включающий основание, скрепленную с ним крышку, установленный на вставкодержателе пакет сепарирующих вставок, отверстия для выгрузки сгущенной фракции из шламового пространства, расположенный в основании поршень для их периодического открывания и средство для непрерывной выгрузки из шламового пространства сгущенной фракции, состоящее из наклонных каналов с установленными в них дроссельными головками, отличающийся тем, что проекция оси канала на плоскость вращения ротора составляет с ее радиусом угол 2 - 90°, при этом канал направлен в сторону, противоположную направлению вращения ротора.