ЦЕНТРИФУГА Российский патент 2002 года по МПК B04B3/00 B04B1/08 B04B15/12 

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем в поле центробежных сил, а конкретно к центрифугам непрерывного действия, и может быть использовано в химической, пищевой - сахарной, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности. Известны центрифуги [1], [2], [3], [4], [5], которые приняты во внимание в качестве аналогов. Из перечисленных аналогов наиболее близким по технической сущности и конструктивным особенностям является [1], принятый в качестве ближайшего аналога, и [2] , принятый в качестве прототипа. Известна центрифуга непрерывного действия [2], содержащая корпус, ротор, устройства для подвода суспензии и промывной жидкости, при этом ротор состоит из диска, на котором размещены разделительные фильтрующие и/или адгезионные перегородки, обеспечивающие зигзагообразное перемещение суспензии от центра к периферии, причем в местах перехода суспензии от центра к периферии, в местах перехода суспензии с одной разделительной перегородки на другую имеются конические поверхности, обеспечивающие плавный, безударный переход продуктов с одной перегородки на другую, конические разделительные перегородки, обращенные большим основанием к диску, установлены с зазором, а в их зоне в диске выполнены отверстия для отвода оттеков в сборники, причем у последней по направлению перемещения продукта перегородки установлены проходящие через диск трубки для отвода оттека.

Недостатком прототипа является то, что конструкция ротора [2] предусматривает промывку осадка методом опрыскивания его из форсунки, что не обеспечивает рационального использования промывной жидкости и безударной ее подачи на поверхность кристаллов осадка. Это приводит к перерасходу промывной жидкости и повышению доброкачественности патоки (для случая фуговки сахара).

Для отвода жидкой фазы в прототипе [2] использованы трубки. При этом зона конической перегородки, расположенная между трубками, работает в режиме осадительной центрифуги и плохо промывается оттеком, что приводит к заносу этой зоны мелкими частицами осадка, прошедшими через фильтрующее сито.

На практике это приводит к дисбалансу ротора и снижению производительности. Это еще один недостаток прототипа.

Целью предлагаемого изобретения является устранение отмеченных выше недостатков прототипа и аналогов.

На фиг.1 показана предлагаемая центрифуга, ее продольный разрез, фиг.2 и фиг.3 - детали конструкции ротора.

Центрифуга включает корпус 1, ротор 2, состоящий из диска 3, установленного на валу 4 с возможностью вращения. На диске 3 размещены конические перфорированные фильтрующие перегородки 5, 6, 7 и сплошные перегородки 8, 9, 10 для отвода оттеков в сборники 20 и 21 через растекатели 23, 34, 35, патрубки 13 и отверстия 11, 12 в диске ротора. В центральной части ротора установлено ускорительное устройство 14, труба 15 предназначена для подачи промывной жидкости в канавку 17, размещенную на сплошном конусе 16. На конусе 16 в верхней его части или по всей внутренней поверхности выполнены кольцевые пороги 19, которые предназначены для формирования кольцевых ванн 30 с промывной жидкостью, в которых частицы осадка 27 промываются методом окунания.

Конус 16 установлен с зазором 24 на диске 3 с помощью проставок 18, если пороги 19 расположены по всей его внутренней поверхности. Если пороги 19 расположены только в верхней части конуса 16, а в нижней его части размещена перфорированная фильтрующая перегородка, то вместо проставок 18 в нижней части конуса 16 размещаются патрубки для отвода оттека по типу поз. 13.

Труба 22 предназначена для подачи суспензии. В нижней части сплошных перегородок 8, 9 и 10 установлены растекатели 23, 34, 35 (фиг.2), а сама перегородка 10 размещена с зазором 25 на диске 3 с помощью патрубков 13. Нижняя часть корпуса 1 образует вокруг сборника оттека 21 кольцевой сборник 26 осадка 27. Патрубки 28 и 29 предназначены для отвода оттека из сборников 20 и 21. Труба 31 предназначена для подачи теплого воздуха на фильтрующую перегородку 7 в том случае, когда по условиям технологии требуется подсушка осадка 27. В местах перехода продуктов с одной разделительной перегородки на другую размещены конические поверхности 33, обеспечивающие плавный, безударный переход продуктов с одной перегородки на другую.

При исполнении центрифуги в адгезионном варианте фильтрующие перегородки 5, 6, 7 заменяются адгезионными разделительными кольцами 32, установленными с зазором, как это показано на фиг.3.

Центрифуга работает в фильтрующем исполнении следующим образом. При вращении ротора 2, установленного на валу 4, суспензия из трубы 22 подается в ускорительное устройство 14 и далее перемещается по фильтрующей перегородке 5 под действием касательной составляющей центробежной силы. При этом оттек проходит через фильтрующую перегородку 5, попадает на сплошную перегородку 8 и далее по растекателям 34 через отверстия 11 в сборник 20, откуда отводится патрубком 29. Осадок, достигнув верхнего края перегородки 5, слетает с него и попадает на коническую поверхность сплошного конуса 16, по которому перемещается к нижнему краю конуса 16. На конус 16 из трубы 15 и канавки 17 подается промывная жидкость, которая образует перед порогами 19 кольцевые ванны 30, в которых частицы осадка 27 промываются методом окунания. Промытые частицы осадка и промывная жидкость слетают с нижнего края конуса 16 и через зазор 24 попадают на нижнюю часть фильтрующей перегородки 6, по которой перемещаются вверх под действием касательной составляющей центробежной силы. При этом оттек попадает на сплошную перегородку 9 и далее по растекателям 35 через отверстия 12 в диске 3 в сборник оттека 21, откуда отводится патрубком 28. Достигнув верхнего края фильтрующей перегородки 6, частицы осадка и оттека промывной жидкости слетают с него и попадают на коническую поверхность 33, которая обеспечивает их плавный, безударный переход на фильтрующую перегородку 7, по которой они перемещаются вниз под действием касательной составляющей центробежной силы. При этом оттек попадает на сплошную перегородку 10, перемещается по ней в нижнюю ее часть и далее по растекателям 23 и патрубкам 13 попадает в сборник 21, откуда отводится патрубком 28.

Если по условиям технологии требуется подсушка осадка (например, бисера стирольных пластиков), то по трубе 31 подводится теплый воздух, который подсушивает частицы осадка в процессе их перемещения по перегородке 7. Возможны иные комбинации в установке разделительных перегородок на диске 3. Например, разделительную перегородку соответствующего диаметра с растекателями 23 и патрубками 13 можно разместить в центральной части диска 3 первой по ходу перемещения продуктов или второй, если не требуется промывка осадка.

При работе центрифуги в адгезионном исполнении фильтрующие перегородки 5, 6, 7 заменяются адгезионными разделительными кольцами 32 (фиг.3). При вращении ротора суспензия из ускорительного устройства 14 попадает на первое кольцо 32 и движется по его поверхности. При этом твердые частицы суспензии под действием центробежной силы освобождаются от жидкой фазы (оттека), которая тонкой пленкой за счет сил адгезии огибает гребень кольца 32 и, слетая с его наружного края, попадает через зазор между кольцами на сплошную перегородку 8 и далее отводится в сборник. Твердые частицы слетают с гребня первого кольца 32, попадают на второе кольцо, где адгезионный процесс разделения повторяется.

Возможна комбинация в одном роторе центральных фильтрующих и периферийных адгезионных разделительных перегородок. Такое исполнение рационально для случая подсушки осадка в роторе центрифуги.

Из описания конструкции и работы центрифуги видны ее следующие основные достоинства:
- относительно простая конструкция ротора, обеспечивающая возможность рационального отвода оттека с разделительных перегородок с помощью растекателя;
- эффективное устройство для промывки осадка методом окунания, что существенно снижает расход промывной жидкости, а при фуговке сахарных утфелей позволит промывать сахар клерсом;
- наличие элементов, обеспечивающих безударный переход частиц осадка с одной разделительной поверхности на другую;
- гарантированное предотвращение прорыва плохо разделенных порций суспензии в сборник осадка.

Источники информации
1. Ильин М.И., Пугачев Л.И., Прищепа Б.М. Авторское свидетельство СССР 762983, 1980г. Б.И. 34.

2. Дитцель В., Гиллебранд Г. Патент СССР 196683, кл. В 04 В 1/08, 1967г.

3. Скрипко И. В. , Данилин С.В., Ильин М.И., Науменко Г.Н. Адгезионная центрифуга для разделения суспензий. Авторское свидетельство СССР 1338897, 1987г., Б.И. 35.

4. Патент ФРГ 1209955, кл. 82 В 3/02, 1966г.

5. Авторское свидетельство СССР 437531, кл. В 04 В 3/00, 1974г.

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем в поле центробежных сил и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Центрифуга включает корпус, устройства для подвода суспензии, промывной жидкости и теплоносителя. Ротор состоит из диска и размещенных на нем конических разделительных и/или фильтрующих перегородок, обеспечивающих зигзагообразное перемещение суспензии от центра к периферии. На разделительных перегородках, обращенных большим основанием к диску, размещены растекатели. Кроме того, в роторе установлена сплошная коническая перегородка с канавкой и кольцевыми порогами на ее внутренней поверхности, служащая для промывки осадка. Центрифуга имеет относительно простую конструкцию ротора, обеспечивающую безударный переход частиц осадка с одной разделительной поверхности на другую, гарантированное предотвращение прорыва плохо разделенных порций суспензии в сборник осадка, эффективную промывку осадка методом окунания, что существенно снижает расход промывной жидкости, а при фуговке сахарных утфелей позволит промывать сахар клерсом. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Центрифуга непрерывного действия, содержащая корпус, устройства для подвода суспензии и промывной жидкости и ротор, состоящий из диска, на котором размещены конические разделительные фильтрующие и/или адгезионные перегородки, обеспечивающие зигзагообразное перемещение суспензии от центра к периферии, причем в местах перехода суспензии с одной разделительной перегородки на другую расположены конические поверхности, обеспечивающие плавный, безударный переход продуктов с одной перегородки на другую, а конические разделительные перегородки, обращенные большим основанием к диску, установлены с зазором и снабжены патрубками для отвода оттека, проходящими через отверстия в диске ротора, отличающаяся тем, что на разделительных конических перегородках, обращенных большим основанием к диску, размещены растекатели, при этом в роторе установлена сплошная коническая перегородка с канавкой и кольцевыми порогами на ее внутренней поверхности, служащая для промывки осадка. 2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что она содержит устройство для подвода теплоносителя.