ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ ЭМУЛЬСИЙ Российский патент 2015 года по МПК B04B5/00 B01D17/38 

Изобретение относится к центрифугам с вращающимся ротором, предназначенным для разделения эмульсий на водной основе, содержащих дисперсионную легкую фазу органического происхождения в виде тонкодисперсной капельной нефти, нефтепродуктов, жиров и т.п.

Известна центрифуга (устройство для очистки воды от нефтепродуктов, SU 700162 А1, публикация 30.11.1979), содержащая ротор с объемным коалесцирующим патроном, вал с каналами подачи исходной загрязненной жидкости и отвода разделенных компонентов - воды и легкой фазы. В известном устройстве входные отверстия каналов отвода легкой фазы размещены в периферийной зоне ротора в непосредственной близости от каналов для отвода отделенной воды. Близость расположения этих каналов обуславливает наличие условий для повторного смешивания воды и отделенных нефтепродуктов и ухудшения качества разделения.

Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является центрифуга (сепаратор) для разделения водонефтяной эмульсии, содержащая ротор с объемным коалесцирующим патроном и с коаксиальным перфорированным патрубком, верхний полувал с каналом подачи эмульсии в ротор, нижний полувал с каналом отвода воды, размещенную внутри перфорированного патрубка камеру легкой фазы, сообщенную с каналом отвода легкой фазы, стационарные уплотнительные картриджи каналов подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов, а также сенсор отделенной легкой фазы, соединенный с блоком управления клапанами сброса воды и легкой фазы (SU 944670 А1, публикация 23.07.1982). В известной центрифуге сенсор отделенной легкой фазы является принадлежностью ротора и выполнен в виде кольцевых электродов, которые закреплены на верхнем полувале и размещены внутри камеры легкой фазы. Этот сенсор имеет сложную в конструктивном отношении электрическую связь с блоком управления посредством коллектора, закрепленного на торцевой поверхности ротора, и щеточного устройства. Помимо конструктивной сложности наличие щеточного устройства накладывает ограничения на возможность использования центрифуги во взрывоопасных зонах. Размещение сенсора известного устройства внутри камеры легкой фазы приводит к необходимости увеличения объема данной камеры за счет уменьшения объема коалесцирующего патрона, что в свою очередь приводит к уменьшению пропускной способности данной центрифуги. Кроме того, в известном устройстве выходные отверстия каналов подачи эмульсии к коалесцирующему патрону непосредственно примыкают к внутренней поверхности перфорированного патрубка, что приводит к неравномерному распределению потока жидкости по объему коалесцирующего патрона и, как результат, к ухудшению условий разделения эмульсии на фазы.

Технической задачей изобретения является упрощение конструкции, повышение пропускной способности и эффективности разделения.

Поставленная задача решается тем, что в центрифуге для разделения эмульсий на водной основе, содержащей ротор с коалесцирующим патроном, внутри которого коаксиально размещен перфорированный патрубок, вал с каналами подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов - воды и легкой фазы, размещенную с внутренней стороны патрубка камеру легкой фазы, сообщенную с каналом отвода легкой фазы, уплотнительные узлы каналов подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов и сенсор отделенной легкой фазы в виде электрода, согласно предложению электрод выполнен стержневым и закреплен на уплотнительном узле каналов отвода разделенных компонентов таким образом, что чувствительная часть электрода размещена коаксиально в полости канала отвода легкой фазы.

Закрепление сенсора на стационарном картридже, выполнение сенсора в виде коаксиального стержневого электрода, чувствительная часть которого размещена в полости канала отвода легкой фазы, обеспечивают технический результат изобретения - упрощение конструкции за счет отказа от использования сложной электрической связи в виде коллектора и щеточного устройства, дает возможность уменьшить объем камеры легкой фазы и увеличить пропускную способность центрифуги.

Кроме того, выполнение камеры легкой фазы в виде кольцевой полости между внутренней поверхностью перфорированного патрубка и внешней поверхностью вала и сообщение камеры с каналами подачи эмульсии дает возможность обеспечить равномерность потока в объеме коалесцирующего патронаа и существенно улучшить условия для разделения фаз.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется с помощью чертежа.

Центрифуга содержит ротор 1 с объемным коалесцирующим патроном 2, вал 3 с каналами 4 подачи эмульсии в ротор и с каналами 5 и 6 отвода разделенных компонентов - воды (5) и легкой фазы (6). Во внутренней полости ротора 1 размещен коаксиальный перфорированный патрубок 7, внутри которого размещена камера 8 легкой фазы, сообщенная с каналом 6. Для уплотнения каналов служат уплотнительные узлы - стационарные картриджи 9 и 10. Для обеспечения сброса отделенной легкой фазы из ротора служит блок 11 управления, электрически связанный с сенсором 12 легкой фазы. Сенсор 12 закреплен на корпусе картриджа 10 и выполнен в виде стержневого электрода, чувствительная часть которого размещена коаксиально в полости канала 6 отвода легкой фазы. Камера 8 легкой фазы образована кольцевой полостью между внутренней поверхностью патрубка 7 и внешней поверхностью вала 3, при этом полость сообщена с каналами 4 подачи эмульсии. Для сброса отделенной легкой фазы из камеры 8 служит автоматический клапан 13, установленный на линии отвода легкой фазы из полости стационарного картриджа 12 и электрически соединенный с блоком 11 управления.

Предлагаемая центрифуга работает следующим образом.

Исходная эмульсия через картридж 9 и канал 4 поступает в кольцевую камеру 8 и далее равномерно распределяется по объему патрона 2. Под действием коалесцирующих свойств патрона 2 происходит укрупнение мелких капель легкой фазы, которые под действием центробежного поля вращающего ротора 1 поступают в камеру 8. Очищенная вода отводится из ротора 1 через канал 5 и далее через картридж 10. По мере накопления легкой фазы в камере 8 происходит вытеснение более тяжелой фазы из полости канала 6 и заполнение его легкой фазой. В результате имеет место изменение электропроводных свойств жидкости, что приводит к срабатыванию сенсора 12 и формированию сигнала на блок 11 управления. Блок 11 управления подает импульс на открытие клапана 13, который обеспечивает сброс легкой фазы из камеры 8.

Изобретение относится к центрифугам с вращающимся ротором, предназначенным для разделения эмульсий на водной основе, содержащих дисперсионную легкую фазу органического происхождения в виде тонкодисперсной капельной нефти, нефтепродуктов, жиров и т.п. Центрифуга для разделения эмульсий на водной основе содержит ротор с коалесцирующим патроном, вал с каналами подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов - воды и легкой фазы, размещенную с внутренней стороны патрубка камеру легкой фазы, уплотнительные узлы каналов подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов и сенсор отделенной легкой фазы в виде электрода. Внутри коалесцирующего патрона коаксиально размещен перфорированный патрубок. Камера легкой фазы сообщена с каналом отвода легкой фазы. Электрод выполнен стержневым и закреплен на уплотнительном узле каналов отвода разделенных компонентов таким образом, что чувствительная часть электрода размещена коаксиально в полости канала отвода легкой фазы. Техническим результатом является повышение пропускной способности центрифуги и эффективности разделения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Центрифуга для разделения эмульсий на водной основе, содержащая ротор с коалесцирующим патроном, внутри которого коаксиально размещен перфорированный патрубок, вал с каналами подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов - воды и легкой фазы, размещенную с внутренней стороны патрубка камеру легкой фазы, сообщенную с каналом отвода легкой фазы, уплотнительные узлы каналов подачи эмульсии и отвода разделенных компонентов и сенсор отделенной легкой фазы в виде электрода, отличающаяся тем, что электрод выполнен стержневым и закреплен на уплотнительном узле каналов отвода разделенных компонентов таким образом, что чувствительная часть электрода размещена коаксиально в полости канала отвода легкой фазы.

2. Центрифуга по п.1, отличающаяся тем, что камера легкой фазы образована кольцевой полостью между внутренней поверхностью перфорированного патрубка и внешней поверхностью вала, при этом камера сообщена с каналами подачи эмульсии.