ЦЕНТРИФУГА Российский патент 2022 года по МПК B04B1/14 B04B7/12 

Изобретение относится к центрифуге, в которой текучий исходный продукт может быть очищен от твердых веществ при непрерывной работе в центробежном поле во вращающемся барабане, причем барабан имеет верхнюю часть барабана и нижнюю часть барабана, при этом верхняя часть барабана или нижняя часть барабана имеет подвижный поршневой золотник, посредством которого могут быть открыты или закрыты выпускные отверстия в барабане, причем дополнительно предусмотрены один или более износозащитных элементов для защиты от абразивного износа.

Исходный продукт, очищаемый с помощью барабана центрифуги и, таким образом, также содержащиеся в нем твердые вещества - которые могут быть отходами, а также вторичным сырьем - подвергаются большому центростремительному ускорению, которое может более чем в 10000 раз превышать ускорение свободного падения (более 10000 г) в сепараторе с вертикальной осью вращения. С помощью закрытого барабана вещества удерживаются во вращающейся системе, в которой образуется давление, пропорциональное квадрату угловой скорости "ω²".

Если при опорожнении барабана от твердых веществ для выпуска твердых веществ открываются одно или более выпускных отверстий на внешней периферии барабана, то находящееся под давлением твердое вещество выдавливается через это выпускное отверстие (отверстия) с высокой скоростью и, соответственно, энергией. Таким образом, при опорожнении сепаратора с автоматическим опорожнением от твердых веществ при полном числе оборотов твердые вещества, в частности абразивные твердые вещества, могут вызывать износ на разгрузочном отверстии (отверстиях) нижней части барабана, на верхней части барабана и в частности также на поршневом золотнике.

Для уменьшения этого износа известна защита опасных мест снаружи на барабане посредством специальных элементов или посредством покрытия из подходящего твердого материала, например, из твердого металла (см., например, WO 2004/054719 А1). В этой связи уровень техники также содержит DE 1869993 U, раскрывающий износозащитные кольца для защиты от абразивного износа.

Задачей изобретения является создание дополнительных конструктивных приемов защиты элементов барабана центрифуги и на этом барабане от абразивного износа. Изобретение решает эту задачу посредством объекта п. 1 формулы изобретения. Данная центрифуга отличается одним или обоими из следующих признаков:

a) барабан имеет два или более первых износозащитных элементов на осевой кольцевой поверхности верхней части барабана или нижней части барабана, при этом износозащитные элементы имеют форму круговых кольцевых сегментов, и/или

b) поршневой золотник имеет два или более вторых износозащитных элементов на соответствующей осевой кольцевой поверхности, при этом износозащитные элементы имеют форму круговых кольцевых сегментов.

Таким образом, простыми средствами улучшается защита от износа на барабане и/или на поршневом золотнике.

Ниже описываются предпочтительные варианты осуществления изобретения, с помощью которых в каждом случае может быть оптимизирована защита от износа.

Если поршневой золотник направленно перемещается в нижней части барабана, часть барабана, на которой размещаются первые износозащитные элементы, представляет собой верхнюю часть барабана (к которой также может относиться расположенный на верхней части барабана элемент, такой как кольцо). Если же поршневой золотник направленно перемещается в верхней части барабана - что менее предпочтительно, возможно - часть барабана, на которой размещаются первые износозащитные элементы, представляет собой нижнюю часть барабана.

При этом может быть предусмотрено, что указанный/указанные первые и/или вторые износозащитные элементы выполнен/выполнены так, чтобы покрывать всю осевую кольцевую поверхность компонента, на котором они расположены или установлены. Преимущество этого варианта осуществления заключается в том, что что указанный/указанные компоненты или функциональные элементы, позволяющие выпуск твердого вещества посредством механического открытия или закрытия разгрузочных отверстий для твердого вещества, полностью оснащены и соответственно защищаются износозащитными элементами на всей своей периферии или в периферийном направлении.

В альтернативном варианте может быть предусмотрено, что указанный/указанные первые и/или вторые износозащитные элементы выполнен/выполнены так, чтобы покрывать только часть осевой кольцевой поверхности компонента, на котором они расположены (т.е. верхнюю часть или нижнюю часть барабана с одной стороны и/или поршневой золотник с другой стороны). При этом в каждом случае лучше защищаются части соответственно покрытых поверхностей.

Предпочтительно могут быть предусмотрены износозащитные элементы на обоих соответствующих компонентах - в частности на верхней части барабана и на поршневом золотнике - так, что эти элемента соединяются встык в осевом направлении когда закрыты разгрузочные отверстия для твердого вещества барабана. Тем самым достигается особенно эффективная защита обоих компонентов.

Согласно одному варианту может быть предусмотрено, что указанный/указанные первые и/или вторые износозащитные элементы выполнен/выполнены так, чтобы покрывать только радиальную часть осевой кольцевой поверхности компонента, на котором они расположены.

Согласно другому варианту может быть, напротив, предусмотрено, что указанный/указанные первые и/или вторые износозащитные элементы выполнен/выполнены так, чтобы покрывать только отдельные периферийные части осевой кольцевой поверхности компонента, на котором они расположены, без образования периферийно закрытого кольца.

При этом также может быть предусмотрено, что указанный/указанные первые и/или вторые износозащитные элементы вместе в совокупности образуют периферийно закрытоеи кольцо. Тем самым достигается особенно эффективная защита от износа.

Согласно одному варианту это кольцо выступает в каждому случае в осевом направлении внутрь за соответствующий компонент. Благодаря этому здесь может собираться некоторое количество твердого вещества, образующее дополнительную защиту от износа. Это объясняется более подробно ниже также с помощью описания чертежей. Однако кольцо может размещаться и заподлицо с соответствующим компонентом радиально внутрь.

Дополнительно для обеспечения эффективной защиты от износа и эффективной собираемости может быть предусмотрено, что указанный/указанные первые и/или вторые износозащитные элементы (например, в двух направлениях) расположен/расположены с геометрическим замыканием на компоненте, поверхность которого они покрывают.

В контексте данного документа термин "твердые вещества" подразумевает вещества, которые разгружаются через выпускные отверстия барабана. Это могут быть, например, взвешенные вещества или загрязнения, но также и вспомогательные вещества, такие как бентонит или вторичное сырье, такое как водоросли, дрожжи, клеточные культуры или микроорганизмы. Термин «твердое вещество» не следует понимать слишком узко. К нему также может относиться и текучая фаза, которая может быть слита через отверстия, открываемые и закрываемые поршневым золотником.

Указанный/указанные первые износозащитные элементы могут быть, таким образом, выполнены так, чтобы покрывать всю осевую кольцевую поверхность верхней части барабана. Однако в альтернативном варианте они также могут быть выполнены так, чтобы проходить радиально и/или в периферийном направлении лишь по части осевой кольцевой поверхности верхней части барабана и покрывать ее лишь частично. Предпочтительно может быть предусмотрено, что указанный/указанные первые износозащитные элементы образуют периферийно закрытое кольцо. Однако он или они могут быть расположены в каждом случае в периферийном направлении также только частично, без образования периферийно закрытого кольца. Предпочтительно, однако, также предусмотрено, что по меньшей мере на радиальной области радиально перед каждым разгрузочным отверстием размещен износозащитный элемент верхней части барабана. В результате уменьшается абразивный износ на верхней части барабана в этой опасной области. Это является предпочтительным вариантом осуществления изобретения. Особенно эффективная защита от износа обеспечивается, если кольцо из износозащитных элементов на верхней части барабана выполнено периферийно закрытым.

Указанный/указанные вторые износозащитные элементы могут быть выполнены соответственно так, чтобы покрывать всю осевую кольцевую поверхность поршневого золотника. Однако в альтернативном варианте они также могут быть выполнены так, чтобы проходить радиально и/или в периферийном направлении лишь по части осевой кольцевой поверхности поршневого золотника и покрывают ее лишь частично. Предпочтительно может быть предусмотрено, что указанный/указанные вторые износозащитные элементы образуют периферийно закрытое кольцо. Однако он или они могут быть расположены в каждом случае в периферийном направлении также только частично, без образования периферийно закрытого кольца. Однако предпочтительно также предусмотрено, что по меньшей мере на радиальной области радиально перед каждым разгрузочным отверстием размещен износозащитный элемент поршневого золотника. В результате уменьшается абразивный износ на поршневом золотнике в этой опасной области. Это является предпочтительным вариантом осуществления изобретения. Особенно эффективная защита от износа обеспечивается, если кольцо из износозащитных элементов на поршневом золотнике выполнено периферийно закрытым.

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения первые и/или вторые износозащитные элементы могут быть выполнены как пластины, в частности, дугообразные пластинчатые части кольца, которое в остальном предпочтительно выполнено плоским по меньшей мере на одной стороне. При этом предпочтительно они могут иметь форму круговых кольцевых сегментов. В результате обеспечивается низкая стоимость изготовления износозащитных элементов, без большого количества отходов. Круговые кольцевые сегменты могут дополнять друг друга, образуя закрытый круг или кольцо. Они могут в каждом случае размещаться о периферии рядом друг с другом. При этом каждый круговой кольцевой элемент не закрыт в периферийном направлении и предпочтительно меньше 360°, в частности меньше 180° или даже меньше 90°.

При этом, в особо предпочтительном варианте осуществления изобретения указанные несколько износозащитных элементов вместе с одним (если, например, два полукруга образуют кольцо) или, если применимо, двумя смежными износозащитными элементами (если, например, три или более круговых кольцевых сегмента образуют кольцо) имеют в каждом случае общий стыковой край. Таким образом формируется стык между двумя смежными или прилегающими стыковыми краями.

В одном из вариантов осуществления соответствующий зазор или все зазоры могут быть проходить полностью или частично радиально. Однако предпочтительно он проходит полностью или частично не радиально, а с наклоном на угол α в направлении вращения барабана. Тем самым предотвращается, что радиально выходящее твердое вещество следует ходу зазора и разрушает его. Поскольку направление выходящего твердого вещества по существу пересекает ход зазора под углом α, разрушение зазора сводится к минимуму.

Соответствующий зазор или все зазоры также могут иметь волнообразный или зигзагообразный контур, так что соседние износозащитные элементы расположены или могут быть расположены в ряд с геометрическим замыканием в периферийном направлении.

В результате радиально выходящие абразивные частицы твердого вещества не следуют непосредственно зазору, образуемому соответствующим стыковым краем между двумя износозащитными элементами, но предпочтительно замедляются посредством волнообразного или зигзагообразного хода стыкового края и, таким образом, не могут дополнительно расширять или истирать зазор. При этом волнообразная или зигзагообразная форма стыкового края обеспечивает также застревание абразивно действующих частиц твердого вещества в зазоре, благодаря чему достигается более эффективная защита стыкового зазора от дополнительного абразивного уширения зазора.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления изобретения стыковой край в каждом случае имеет чередующийся ряд из одной или более угловых частей. Благодаря этому просто сформировать волнообразный или зигзагообразный ход стыкового края.

Твердое вещество, проникшее в зазор, замедляется угловой частью, и предотвращается его дальнейшее течение. Собранное таким образом твердое вещество закрывает зазор, в результате чего обеспечивается эффективная защита стыкового края от дальнейшего абразивного уширения зазора.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения направление открытия угла α ориентировано в направлении вращения барабана. Поскольку выходящее твердое вещество замедляется против направления вращения, угол α в направлении вращения способствует пересечению выходящего твердого вещества и стыка.

В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения первые износозащитные элементы и вторые износозащитные элементы выполнены так, что каждый выступает во внутреннее пространство барабана на определенное расстояние радиально над внутренним краем верхней части барабана или поршневого золотника.

Благодаря этому, несмотря на открытое выпускное отверстие (отверстия), твердое вещество все еще остается на внутренней стороне износозащитных элементов и, таким образом, на внутренней поверхности поршневого золотника или на внутренней поверхности верхней части барабана. Твердое вещество скользит по этому остаточному слою при дальнейших опорожнениях. Благодаря этому поверхности верхней части барабана или поршневого золотника дополнительно защищены от абразивного износа, поскольку прилипший слой твердого вещества покрывает поверхности, обеспечивая желаемый защитный эффект.

Другие предпочтительные варианты осуществления способа согласно изобретению приведены в зависимых пунктах формулы изобретения.

Далее изобретение подробно описано на примере предпочтительного варианта его осуществления, раскрытого со ссылкой на приложенные чертежи, на которых:

фиг. 1 изображает схематический вид в разрезе центрифуги, которая может работать в соответствии со способом согласно изобретению;

фиг. 2 изображает на а) увеличенный фрагмент барабана в области выпускного отверстия с закрытым выпускным отверстием и на b) увеличенный фрагмент из фиг. 2а) с открытым выпускным отверстием;

фиг. 3 изображает на а) вариант осуществления изобретения и на фиг. b) увеличенный фрагмент с фиг. 3а) с открытым выпускным отверстием;

фиг. 4 изображает вид сверху на открытое выпускное отверстие с фиг. 3а) или 3b), верхняя часть барабана не показана.

На фиг. 1 показана центрифуга - выполненная здесь в виде сепаратора - для очищения содержащих твердое вещество текучих исходных продуктов АР от твердых веществ с помощью вращаемого барабана 1 с вертикальной осью D вращения. Обработка исходного продукта АР осуществляется в непрерывном процессе.

Показанный здесь сепаратор представляет собой сепаратор с автоматическим опорожнением. Это означает, что подача очищаемой суспензии или очищаемого исходного продукта АР осуществляется непрерывно, при этом отвод по меньшей мере одной очищенной жидкой фазы, называемой чистой фазой КР, также осуществления непрерывно. Напротив, барабан 1 центрифуги в ее выполнении в виде сепаратора с автоматическим опорожнением имеет прерывистый выпуск твердого вещества, при котором твердое вещество F, отделенное из исходного продукта АР посредством очищения, удаляется периодически посредством открытия и закрытия обратно одного или более выпускных отверстий 2.

Вращаемый барабан 1 имеет нижнюю часть 3 барабана и верхнюю часть 4 барабана. Здесь барабан 1 окружен кожухом 5, расположенным на расстоянии от него и не вращающимся при работе. При этом барабан 1 установлен на приводном шпинделе 6, установленным с возможностью вращения и приведения в действие приводным двигателем. Вращаемые части в совокупности образуют вращающуюся систему, включающую барабан 1 и приводной шпиндель 6. Вращающаяся система при работе вращается в направлении U вращения.

Барабан 1 имеет приемник 7 продукта, через который исходный продукт АР подается в барабан 1. Имеется также по меньшей мере один выпуск 8 - оснащенный грейфером - служащий для вывода чистой фазы КР из барабана 1. Грейфер, также называемый разделительным диском, выполнен здесь в виде центростремительного насоса. Выпуск 8 может быть реализован и другим способом или средствами. Кроме того, в дополнение к очищению можно предусмотреть сепарацию исходного продукта АР на две жидкие фазы разной плотности. Для этой цели потребуется дополнительный выпуск для жидкости. Барабан может быть выполнены с герметичным уплотнением или без герметичного уплотнения.

Предпочтительно барабан 1 имеет пакет 9 тарелок, состоящий из аксиально разнесенных разделительных тарелок. Между внешней периферией пакета 9 тарелок и внутренней периферией барабана 1 в области его наибольшего диаметра образована накопительная камера 10 твердого вещества. Твердые вещества, отделяемые от чистой фазы КР в области пакета 9 тарелок, собираются в накопительной камере 10 твердого вещества, из которой твердые вещества F могут быть отведены из барабана 1 через одно или более выпускных отверстий 2.

При этом выпускное отверстие (отверстия) 2 можно открывать и закрывать посредством поршневого золотника 11, который расположен в нижней части 3 барабана и может перемещаться в ней параллельно оси вращения (в частности, вертикально). Когда отверстие (отверстия) 2 открыто, твердое вещество F выпускается из барабана 1 в улавливатель 12 твердого вещества.

Для перемещения поршневого золотника 11 барабан 1 имеет приводной механизм. В данном случае он имеет по меньшей мере одну подающую линию 22 для регулирующей жидкости, такой как вода или чистая фаза КР, и клапанный блок 23 в барабане 1, и дополнительные элементы снаружи барабана 1. Таким образом, подача регулирующей жидкости возможна через расположенный снаружи барабана 1 дозирующий узел 24, предназначенный для гидравлической линии 25 для регулирующей жидкости, расположенной снаружи барабана 1, так что регулирующая жидкость может быть введена в барабан 1 для вывода твердого вещества F путем открывания клапанного блока 23 или, наоборот, подачу регулирующей жидкости можно прервать для соответствующего перемещения поршневого золотника 11 с целью открытия выпускного отверстия (отверстий) 2.

На приводном шпинделе 6 и/или барабане 1 может быть расположено по меньшей мере одно сенсорное устройство 26, выполненное так, чтобы определять мгновенное значение числа оборотов приводного шпинделя 6 или мгновенное число оборотов барабана 1 или вращающейся системы центрифуги. Может быть предусмотрено сенсорное устройство 27 для определения объем/времени расхода или одного или более таких параметров как масса/время исходного продукта АР, подлежащего подаче в барабан 1, на приемнике 7 продукта или в области этого приемника 7 исходного продукта в барабан 1. Это является предпочтительным, но не обязательным.

Сенсорные устройства 26, 27 соединены посредством линий 28, 29 передачи данных с блоком 30 оценки и управления (предпочтительно это управляющий компьютер центрифуги), который оценивает измеренные величины и обеспечивает управление или регулировку в отношении поршневого золотника 11 и, таким образом, также временного интервала до открытия выпускного отверстия (отверстий) 2. Приводной механизм для поршневого золотника 11 - здесь, в частности, дозирующего узла 24 - может быть соединен посредством линии 31 передачи данных с блоком 30 оценки и управления, также имеющим программный режим для управления и/или регулировки выпуска твердого вещества. Дозирующий узел 24 может быть выполнен, например, в соответствии с DE 102005049941 А1. При этом предпочтительно к приемнику 7 продукта может быть подключено дополнительное управляемое устройство 32 - например, управляемый клапан, - с помощью которого может быть изменен объемный поток на подаче, для изменения количества подводимого потока или текущего подводимого объема V_AP подлежащего обработке исходного продукта АР в единицу времени. Это управляемое устройство 32 соединено с блоком 30 управления посредством линии 33 передачи данных.

Вышеупомянутые линии 28, 29, 31, 33 передачи данных обеспечивают передачу данных от блока оценки и управления и к этому блоку Они могут быть выполнены в каждом случае в виде проводов или беспроводных соединений.

Фиг. 2а изображает увеличенный фрагмент части барабана 1, на котором показано в разрезе выпускное отверстие (отверстия) 2. Здесь также показана радиально внешняя область внутреннего пространства барабана, в котором собралось твердое вещество F радиально внутри перед показанным здесь выпускным отверстием 2.

Поршневой золотник 11 выполнен конически торообразным - и предпочтительно также кольцеобразным - и выполнен с возможностью направленного осевого движения в нижней части 3 барабана. В верхнем положении он прилегает верхней осевой кольцевой поверхностью 11 а к соответствующей нижней осевой кольцевой поверхности 4а нижней части 4 барабана или к уплотнению, расположенному в этой осевой кольцевой поверхности. Если он перемещается в нижнее положение - см. фиг. 2а и 2b - то образуется кольцевой зазор RS между этими двумя осевыми кольцевыми поверхностями 11а, 4а.

На внешней периферии поршневой золотник 11 имеет уплотнение 13 (уплотняющее кольцо), с помощью которого уплотняется периферийный зазор между внешней периферией поршневого золотника 11 и внутренней периферией нижней части 3 барабана.

Кроме того, верхняя часть 4 барабана имеет на своей нижней осевой кольцевой поверхности 4а паз 15, в который вставлено уплотняющее кольцо 14. Оно дополнительно уплотняет кольцевой зазор RS в положении, в котором поршневой золотник 11 закрывает этот кольцевой зазор RS.

Для предотвращения абразивного износа выпускного отверстия (отверстий) 2 при выгрузке твердого вещества F через выпускное отверстие (отверстия) 2, верхняя часть 4 барабана имеет на своей нижней осевой кольцевой поверхности 4а, обращенной к кольцевому зазору RS, по меньшей мере один, два или более первых износозащитных элементов 16.

Может быть предусмотрено, что верхняя часть 4 барабана имеет ступенчатую секцию или кольцевой просвет 4b, в который эти первые износозащитные элементы 16 вставлены с геометрическим замыканием. Кольцевой просвет 4b может быть выполнен с такими размерами и таким образом, что первые износозащитные элементы 16 образуют в осевом направлении поверхность, расположенную заподлицо с делительной поверхностью 4 с осевой кольцевой поверхности 4а, не покрытой износозащитными элементами 16. При этом в дополнительном предпочтительном варианте может быть предусмотрено, что кольцевой просвет 4b проходит до паза 15, в который вставлено уплотнение 14.

В дополнительном предпочтительном варианте осуществления первые износозащитные элементы 16 могут быть выполнены так, что они выступают во внутреннее пространство барабана 1 на (определенное) расстояние радиально над внутренним краем верхней части 4 барабана. В результате, несмотря на выгрузку твердого вещества F, перед описанным краем в барабане всегда остается остаточное количество этого твердого вещества F, которое действует в качестве защитного слоя на верхней части 4 барабана. Твердое вещество F скользит по этому остаточному слою при последующих выгрузках, что уменьшает разрушение упомянутой поверхности в верхней части барабана.

Как альтернатива или опция может быть предусмотрено, что поршневой золотник 11 имеет на своей верхней осевой кольцевой поверхности 11а, обращенной к кольцевому зазору RS, по меньшей мере один, два или более вторых износозащитных элементов 17.

Эти вторые износозащитные элементы 17 могут быть выполнены так, чтобы покрывать всю осевую кольцевую поверхность 11а поршневого золотника. В альтернативном варианте они также могут быть выполнены так, чтобы проходить радиально лишь по части осевой кольцевой поверхности 11а и покрывать ее лишь частично.

Может быть предусмотрено, что сверху поршневой золотник имеет ступенчатый кольцевой просвет 11b с внешним периферийным краем 18, в который вставлены вторые износозащитные элементы 17. Кольцевой просвет 11b может быть выполнен с такими размерами и таким образом, что вторые износозащитные элементы 17 выступают в осевом направлении немного за остальную, не покрытую износозащитными элементами 17, делительную поверхность 11 с верхней осевой кольцевой поверхности 11а поршневого золотника 11. Таким образом, в закрытом положении только первые и вторые износозащитные элементы 16, 17 прилегают друг к другу в осевом направлении. В результате в этой области кольцевой зазор RS может продолжать быть закрытым.

При этом вторые износозащитные элементы 17 выполнены таким образом, что они прилегают к периферийному краю 18. Вторые износозащитные элементы 17 могут также выступать во внутреннее пространство барабана 1 на определенное расстояние радиально над внутренним краем поршневого золотника 11. В результате, несмотря на выгрузку твердого вещества F, в барабане перед указанным краем всегда остается остаточное количество этого твердого вещества F, которое действует в качестве защитного слоя на поршневом золотнике 11. Твердое вещество F скользит по этому остаточному слою при последующих выгрузках, что уменьшает разрушение упомянутой поверхности в поршневом золотнике 11.

Первые и вторые износозащитные элементы 16, 17 могут быть выполнены пластинчатыми, так что они могут иметь низкую стоимость изготовления и их легко устанавливать.

Когда выпускное отверстие (отверстия) 2 закрыто, первые износозащитные элементы 16 предпочтительно контактируют со вторыми износозащитными элементами 17.

При этом уплотнение 14 расположено на вторых износозащитных элементах 17 и уплотняет, таким образом, внутреннее пространство барабана 1 относительно выпускного отверстия (отверстий) 2.

Фиг. 2b изображает выпускное отверстие (отверстия) 2 в открытом положении. Можно видеть две области во внутреннем пространстве барабана 1, к которым твердое вещество F все же прилипает несмотря на открытое выпускное отверстие (отверстия) 2. Твердое вещество F скользит по этому остаточному слою при последующих выгрузках. Это предпочтительно, поскольку указанные поверхности верхней части 4 барабана или поршневого золотника 11 дополнительно защищены от абразивного износа, поскольку прилипший слой твердого вещества покрывает поверхности и обеспечивает полезный защитный эффект.

Предпочтительное прилипание твердого вещества F достигается с помощью краев, выступающих на определенное расстояние внутрь внутреннего пространства барабана 1, указанного первого пластинчатого износозащитного элемента (элементов) 16 и указанного второго пластинчатого износозащитного элемента (элементов) 17.

На фиг. 3а изображен альтернативный вариант осуществления изобретения. В отличие от варианта с фиг. 2а или 2b здесь предусмотрено, что (только) вторые пластинчатые износозащитные элементы 17 покрывают весь конец поршневого золотника 11 со стороны выпускного отверстия или всю осевую кольцевую поверхность 11а. В этом случае вторые пластинчатые износозащитные элементы 17 закрепляются в радиальном направлении с геометрическим замыканием кольцевым выступом 19, 20, образованным соответственно поршневым золотником 11 и вторыми пластинчатыми износозащитными элементами 17.

Фиг. 3b изображает выпускное отверстие (отверстия) в открытом положении. Можно видеть две области во внутреннем пространстве барабана 1, к которым твердое вещество F все же прилипает, несмотря на открытое выпускное отверстие (отверстия) 2. Предпочтительное прилипание твердого вещества F достигается с помощью краев, выступающих на определенное расстояние внутрь внутреннего пространства барабана 1, указанного первого пластинчатого износозащитного элемента (элементов) 16 и указанного второго пластинчатого износозащитного элемента (элементов) 17. Тем самым задействованные поверхности верхней части 4 барабана или поршневого золотника 11 дополнительно защищены от абразивного износа, поскольку прилипший слой твердого вещества покрывает поверхности, обеспечивая полезный защитный эффект.

На фиг. 4 показано, как вторые пластинчатые износозащитные элементы 17 расположены вдоль периферии аксиального конца поршневого золотника 11.

По аналогии нижеизложенное относится и к первым износозащитным элементам 16, расположенным вдоль периферии верхней части 4 барабана (здесь не показаны).

Для обеспечения возможности следования контуру поршневого золотника 11 или верхней части 4 барабана, износозащитные элементы имеют вид круговых кольцевых сегментов. Таким образом, при расположении в ряд они образуют круговое кольцо. В результате обеспечивается низкая стоимость изготовления износозащитных элементов 17, без большого количества отходов.

Каждый износозащитный элемент 17 вместе с соответственно смежными износозащитными элементами 17 имеет стыковые края 21.

Стыковой край 21 выполнен таким образом, что, начиная с точки Т касания, образуемой первой радиальной R1 с дугой периферии конца поршневого золотника 11 со стороны выпускного отверстия, стыковой край 21 следует первой радиальной R1, образуя таким образом по меньшей мере одну первую радиальную часть r1. К первой радиальной части r1 примыкает по меньшей мере одна первая угловая часть w1, проходящая под углом α к первой радиальной части r1.

При этом стыковой край 21 выполнен так, что каждая следующая радиальная часть r является частью следующей радиальной R, проходящей через соответствующую концевую точку Е предыдущей угловой части w или параллельна первой радиальной R1.

В примере стыкового края 21 с фиг. 4 стыковой край 21 соответственно имеет три радиальные части r1, r2, r3 и две угловые части w1, w2. Количество радиальных частей r и угловых частей w может и отличаться от указанного.

Длина соответствующих частей r, w получается из длины стыкового края 21 и выбора величины и направления открывания - здесь в направлении часовой стрелки - угла α и, таким образом, в каждом случае является переменной, причем предпочтителен стыковой край 21 с по меньшей мере двумя угловыми частями w.

Таким образом, стыковой край 21 имеет в каждом случае чередующийся ряд из одной или более радиальных частей r и угловых частей w.

Соответствующий стыковой край 21 имеет в каждом случае волнообразный или зигзагообразный контур так, что соседние износозащитные элементы 17 могут быть расположены в ряд с геометрическим замыканием.

В результате выходящие радиально абразивные частицы твердого вещества не следуют стыку, который образуется соответствующим стыковым краем 21 между двумя износозащитными элементами 17, но предпочтительно замедляются посредством волнообразного или зигзагообразного хода стыкового края 21 и, таким образом, не могут дополнительно расширять или истирать стык.

Волнообразная или зигзагообразная форма стыкового края 21 обеспечивает, кроме того, застревание абразивных частиц твердого вещества в зазоре, в результате чего создается дополнительная предпочтительная защита стыкового зазора 21 от дополнительного абразивного уширения стыка.

Износозащитные элементы 16, 17 выполнены из твердого износостойкого материала. При этом выбор материала ограничен ввиду действующих на них центробежных сил, поэтому предпочтительна техническая керамика или твердый металл.

Износозащитные элементы 16, 17 закреплены на поршневом золотнике 11 или на верхней части 4 барабана в каждом случае посредством неразъемного соединения. Предпочтительными способами соединения являются сварка, пайка или склеивание.

Перечень ссылочных обозначений

1 барабан

2 выпускное отверстие

3 нижняя часть барабана

4 верхняя часть барабана

4а осевая кольцевая поверхность

4b кольцевой просвет

4с делительная поверхность

5 кожух

6 приводной шпиндель

7 приемник продукта

8 выпуск

9 пакет тарелок

10 накопительная камера для твердого вещества

11 поршневой золотник

11а осевая кольцевая поверхность

11b кольцевой просвет

11с делительная поверхность

12 улавливатель твердого вещества

13 уплотнение

14 уплотнение

15 паз

16 износозащитный элемент

17 износозащитный элемент

18 окружной край

19 кольцевой выступ

20 кольцевой выступ

21 стыковой край

22 подающая линия

23 клапанный блок

24 дозирующий узел

25 гидравлическая линия

26 сенсорное устройство

27 сенсорное устройство

28 линия передачи данных

29 линия передачи данных

30 блок управления

31 линия передачи данных

32 управляемое устройство

33 линия передачи данных

KP чистая фаза

АР исходный продукт

F твердое вещество

D ось вращения

RS кольцевой зазор

R, R1, R2 радиальные

R, r1, r2, r3 радиальная часть

Т точка касания

Е концевая точка

w, w1 угловая часть

α угол

U направление вращения

Изобретение относится к центрифуге, в которой текучий исходный продукт может быть очищен от твердых веществ при непрерывной работе в центробежном поле во вращающемся барабане, причем барабан имеет верхнюю часть барабана и нижнюю часть барабана, при этом верхняя часть барабана или нижняя часть барабана имеет подвижный поршневой золотник, посредством которого могут быть открыты или закрыты выпускные отверстия в барабане, причем дополнительно предусмотрены один или более износозащитных элементов для защиты от абразивного износа. При этом а) барабан имеет два или более первых износозащитных элементов на осевой кольцевой поверхности верхней части барабана или нижней части барабана, при этом износозащитные элементы имеют форму круговых кольцевых сегментов, b) поршневой золотник имеет два или более вторых износозащитных элементов на соответствующей осевой кольцевой поверхности, при этом износозащитные элементы имеют форму круговых кольцевых сегментов, c) причем каждый из износозащитных элементов вместе с одним или двумя соответствующими смежными износозащитными элементами имеет соответствующий стыковой край с образованием зазора между прилегающими стыковыми краями. Техническим результатом является создание дополнительных конструктивных приемов защиты элементов барабана центрифуги и на этом барабане от абразивного износа. 17 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Центрифуга, выполненная с возможностью очищения в ней текучего исходного продукта (АР) от твердых веществ F при непрерывной работе в центробежном поле во вращающемся барабане (1), причем барабан (1) имеет верхнюю часть (4) барабана и нижнюю часть (3) барабана, при этом верхняя часть (4) барабана или нижняя часть (3) барабана имеет подвижный поршневой золотник (11), посредством которого обеспечена возможность открытия или закрытия выпускных отверстий (2) в барабане (1), причем дополнительно предусмотрены один или более износозащитных элементов для защиты от абразивного износа, отличающаяся одним или обоими из следующих признаков а) или b) и признаком с):

a) барабан имеет два или более первых износозащитных элементов (16) на осевой кольцевой поверхности (4а) верхней части (4) барабана или нижней части барабана, при этом первые износозащитные элементы (16) имеют форму круговых кольцевых сегментов, и/или

b) поршневой золотник (11) имеет два или более вторых износозащитных элементов (17) на соответствующей осевой кольцевой поверхности (11а), при этом вторые износозащитные элементы (17) имеют форму круговых кольцевых сегментов,

c) причем каждый из износозащитных элементов (16 или 17) вместе с одним или двумя соответствующими смежными износозащитными элементами (16 или 17) имеет соответствующий стыковой край (21) с образованием стыка между прилегающими стыковыми краями.

2. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что указанные первые и/или вторые износозащитные элементы (16, 17) выполнены так, чтобы покрывать всю осевую кольцевую поверхность (4а, 11а) компонента, на котором они расположены.

3. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что указанные первые и/или вторые износозащитные элементы (16, 17) выполнены так, чтобы покрывать только часть осевой кольцевой поверхности (4а, 11а) компонента, на котором они расположены.

4. Центрифуга по п. 3, отличающаяся тем, что первые и/или вторые износозащитные элементы (16, 17) выполнены так, чтобы покрывать только радиальную часть осевой кольцевой поверхности (4а, 11а) компонента, на котором они расположены.

5. Центрифуга по п. 2 или 3, отличающаяся тем, что указанные первые и/или вторые износозащитные элементы (16, 17) выполнены так, чтобы покрывать только отдельные периферийные части осевой кольцевой поверхности (4а, 11а) компонента, на котором они расположены, без образования периферийно закрытого кольца.

6. Центрифуга по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что указанные первые и/или вторые износозащитные элементы (16, 17) вместе в совокупности образуют закрытое в периферийном направлении кольцо.

7. Центрифуга по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что указанные первые и/или вторые износозащитные элементы (16, 17) расположены с геометрическим замыканием на компоненте, поверхность которого они полностью или частично покрывают.

8. Центрифуга по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что компонент представляет собой верхнюю часть (4) барабана и/или поршневой золотник (11) или оба.

9. Центрифуга по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что износозащитные элементы (16, 17) выполнены пластинчатыми.

10. Центрифуга по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что верхняя часть (3) барабана имеет по меньшей мере два первых износозащитных элемента (16) и/или поршневой золотник (11) имеет по меньшей мере два вторых износозащитных элемента (17).

11. Центрифуга по любому из пп. 1-10, отличающаяся тем, что указанный один или более стыков проходят по меньшей мере частично радиально.

12. Центрифуга по любому из пп. 1-11, отличающаяся тем, что указанный один или более стыков проходят частично или полностью не радиально.

13. Центрифуга по любому из пп. 1-12, отличающаяся тем, что соответствующий стыковой край (21) между двумя износозащитными элементами (16 или 17) имеет волнообразный или зигзагообразный контур так, что соседние износозащитные элементы (16 или 17) могут быть расположены в ряд с геометрическим замыканием.

14. Центрифуга по любому из пп. 1-13, отличающаяся тем, что первые износозащитные элементы (16) и вторые износозащитные элементы (17) выполнены так, что каждый выступает на определенное расстояние радиально за внутренний край верхней части (4) барабана или поршневого золотника (11) во внутреннее пространство барабана (1).

15. Центрифуга по любому из пп. 1-14, отличающаяся тем, что износозащитные элементы (16, 17) выполнены из твердого износостойкого материала.

16. Центрифуга по любому из пп. 1-15, отличающаяся тем, что износозащитные элементы (16, 17) выполнены из технической керамики или твердого металла.

17. Центрифуга по любому из пп. 1-16, отличающаяся тем, что износозащитные элементы (16, 17) закреплены каждый на поршневом золотнике (11) или на верхней части (4) барабана посредством неразъёмного соединения.

18. Центрифуга по любому из пп. 1-17, отличающаяся тем, что в барабане (1) расположен пакет (9) тарелок и/или он имеет вертикальную ось (D) вращения.