Центрифуга для разделений суспензий Советский патент 1984 года по МПК B04B1/20 B04B11/02 

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле центробежных сил и может быть использовано в различных отраслях промышленности. Известна центрифуга для разделения суспензий, содержащая вращающийся барабан с соплами для выгрузк осадка и устройство для открытия и закрытия сопел, включающее автоматически действующие клапаны, срабатыванвдие в зависимости от давления 1сгущенной твердой фазы и обеспечивающие выброс последней из барабана Cl. Недостатком данной центрифуги является то, что клапаны состоят из сложных и изготовленных с высокой точностью мелких деталей, которые выходят из строя при работе центрифуги. Нет гарантии, что кла.паны, расположенные по окружности на барабане, откроются в одно и то же время. Это приводит к дисбалансу барабана и выходу центри фуги из строя« Известна также центрифуга для разделения суспензии, цилиндроконический ротор которой имеет на большем диаметре отверстия для выво да сгущенной твердой фазы, при этом центрифуга снабжена устройством для открывания и закрывания отверстий, состоящим из укрепленных на валу радиально запорных элементов, которые приводятся в действие при резки торможениях или ускорениях центрифуги С23. Указанная центрифуга является сложной по конструкции, что требует больших трудозатрат при изготовле.НИИ. Недостатком центрифуги являетс также использование возникающих при торможении и ускорении ротора рывко необходимых для приведения в действие устройства для открывания и зак рывания отверстий, применение котор в центрифугах больших размеров запр щается. Наиболее близкой к предлагаемой является центрифуга для разделения суспензий, содержащая ротор, снабженный расположенными на его корпус соплами для выгрузки осадка, и устройство для периодического открыва ния, и закрывания сопел, установленн с возможностью вращения относительн ротора. Внутри ротора установлен шнек для транспортирования осадка к соплам, при этом устройство для пер одического открывания и закрывания сопел состоит из эластичных вклады шей, укрепленных на барабане шнека зазором относительно друг друга по окружности. Устройство для периодического открывания и закрывания сопел может быть выполнено в виде ленты с отверстиями СзЗс. Недостатком известной центрифуги является то, что йри больших скоростях вращения ротора вкладыши прижимаются под большим давлением к корпусу ротора, что препятствует их вращению и вызывает их повышенный износ, особенно при разделении суспензий с минеральными твердыми частицами. При выполнении устройства в виде ленты последняя также подвергается сильному износу и, кроме того, отверстия, выполненные в ней, легко забиваются. Всё это приводит к ненадежности работы центрифуги. Цель изобретения - повышение надежности работы центрифуги. Для достижения поставленной цели в центрифуге для разделения суспензий, содержащей ротор, снабженный расположенными на его корпусе соплами для выгрузки осадка, и устройство для периодического открывания и закрыв ния сопел, установленное с возможностью вращения относительно ротора, устройство для периодического открывания и закрывания сопел выполнено в виде диска, боковая цилиндрическая поверхность которого расположена непосредственно у входных отверстий сопел и имеет высоту, превышающую диаметр указанных от.верстий, при этом а цилиндрической боковой поверхности выполнена по меньшей мере одна выемка для прохода осадка к соплам. Диск целесообразно снабдить упругим скребком для очистки сопел,. На фиг. 1 изображена предлагаемая центрифуга, продольный разрез; на фиг. 2 - часть разреза центрифуги на фиг. 1 в увеличенном масилтабе без продольного разреза шнекового органа; на фиг. 3 - часть поперечного раз- реза центрифуги на фиг. 1 в увеличенном масштабе с устройством для периодического открывания и закрывания сопел и упругим скребком; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг„ 1,- на фиг. 5-9 - устройство для периодического открывания и закрывания сопел, варианты; на фиг„ 10 - вариант конструкции центрифуги, продольный разрез; на фиг. 11 - то же, для разделения суспензии на три фазы, продольный разрез/ на фиг. 12 узел Г на фиг. 11; на фиг. 13 - разрез Б-Б на фиг. 11; на фиг„ 14 пакет тарелок, /аксонометрия. Центрифуга для разделения суспензии {фиг., 1) содержит кожух 1, установленный в нем горизонтально ротор 2, на цилиндроконическом.корпусе которого расположены сопла 3 для выгрузки осадка., размещенный внутри ротора шнек, состоящий из барабана 4 и укрепленной на нем спирали 5 , и устройство б для периодического открывания и закрывания сопел, укрепленное на барабане 4 шнека. Твердая фаза оса)1одается на внутренней поверхности ротора 2, при этом уровень жидкости регулируется по высоте затворами 7,. которые находятся у предусмотренных для слива жидкой фазы отверстий 8 торцовой закрываххцей плиты 9 ротора 2 Опорой ротора 2 с конически сужающейся стороны служит опорный фланец 10, который в свою очередь установлен в подшипниковой опоре 11. Приво ротора осуществляется при помощи шкива 12 клиноременной передачи и электродвигателя (не показаны). Ввод суспензии происходит, как указано стрелкой, 13, через загрузочную трубу 14 вовнутрь барабана 4 шнека. Направление движения шнека обозначено стрелкой 15. Шнек установлен внутри ротора 2 на промежуточных подшипниковых опорах 16 и 17 Вращательное движение, передаваемое через шкив 12 на ротор 2, передается через торцовую плиту 9 на установленный в подшипниковой опоре 18 пустотелый вал 19 и от него на дифференциальную передачу 20, которая в свою очередь на выходе через вал 21 прочно соединена с торцовой стенкой 22. Спираль шнека при своем вращательном движении по направлению стрелки 15 перемещает осаждаемо твердое вещество в направлении стре ки 23. Устройство 6 для периодического открывания и закрывания сопел выпол нено в виде диска 24, боковая цилин рическая поверхность 25 которого ра положена непосредственно у входных отверстий 26 сопел 3 и имеет высоту превышающую диаметр указанных отвер стий, при этом на цилиндрической боковой поверхности выполнена по меньшей мере одна выемка 27 для про хода осадка к соплам, спираль 5 мне ка проходит через эту выемку, Диск 24 снабжен упругим скребком 28 для очистки сопел 3, который выс тупает над диском. Скребок 28 закре лен в зажимном устройстве 29 о На фиг. 6 изображен диск, имеющий Т-образное поперечное сечение. На фиг. 7 изображено сопло 3, имеющее Г-образную форму, входные отверстия которого взаимодействуют с диском 24 имеющим на торцовой, поверхности 30 бобышки 31, которые открывают или закрывают отверстия сопел 3 На фиг. 9 изображено сопло 3 с износостойкой вставкой 32, при этом диск 24 размещен на расстоянии, обоз наченном цифрой 33„ Это расстояние может изменяться при прмотк резьбового соединения 34 сопла 3; Величина зазора составляет 20-500 мкм. На фиг. 8 изображен диск 24, имеющий Г-образное поперечное сечение , а корпус сопла имеет изменяющуюся в поперечном сечении эластичную вставку 35, которая может изменяться в диаметре 36, благодаря более или менее глубокому ввинчиванию винта 37 Центрифуга работает следующим образом.. . При вращении ротора 2 суспензия по загрузочной трубе 14 поступает в барабан 4 шнека и из него ротора 2, где осуществляется ее разделение на фракции. Жидкая фаза удаляется из ротора через отверстия 8, а твердая - шнеком, вращакхчимся со скоростью, отличной от скорости ротора, транспортируется к соплам 3. Разность между числами оборотов ротора и шнека составляет 2-10 об/мин. Устройство б для периодического открывания и закрывания сопел вращается со скоростью шнека. Диск 24 проходит мимо сопел 3 и при совпадении одной из выемок 27 с выпускным отверстием сопла осадок поступает в последнее и выбрасывается из ротора Z. При дальнейшем вращении диска 24 сопла 3 закрываются его ци линдрической боковой поверхностью |и осадок не выбрасывается. Таким образом, указанные циклы повторяются. Центрифуга согласно фиг. 10 и 11 представляет собой сепаратор, содержащий ротор; состоящий из основания 38 и крышки 39, тарелкодержатель 40 с пакетом тарелок 41, питающую трубу 42, напорные устройства 43 и 44 для отвода разделенных фракций, сопла 45 и 46 для выгрузки осадка, расположенные на наибольшем диаметре ротора, и устройство 47 для периодического открывания и закрывания сопел, установленное с возможностью вращения относительно ротора, и выполненное в виде диска 48, боковая цилиндрическая поверхность которого расположена непосредственно у входных отверстий сопел и имеет высоту поверхности,превышающую диаметр указанных отверстий. На цилиндрической боковой поверхности выполнена по меньшей мере одна выемка 49 для прохода осадка к соплам. Ротор установен на пустотелом валу 50 в подшипниковой опоре 51 Тарелкодержатель 40 с пакетом тарелок 41 установлен на валу 52. Между пустотелым валом 50 и валом 52 расположен игольчатый подшипник 53. Валы 50 и 52 снабжены отдельными приводными шкивами 54 и 55, приводимыми во вращение от электрохвигателя 56 через вариаторную передачу 57. Это обеспечивает различную скорость вращения ротору и тарелкодержателю с пакетом тарелок Устрой.етво 47 для периодического открывания и закрывания сопел смонтировано на валу 52. Сепаратор, изображенный на фиг. 1 предназначен для разделения суспензи на три фракции. Согласно этому варианту внутри ротора может быть установлено одно или два устройства 47. На фиг. 10 и 11 изображен вариант конструкции сепаратора, согласно которому пакет тарелок снабжен поворотными согнутыми лопатками 58, выполненными, например, путем удлинени промежуточных перегородок 59 между тарелками 41, Поворотные изогнутые лопатки обес печивают движение тяжелой сгущенной фракции в направлении сопел 45. Верхний край конечной части 60 поворотной изогнутой лопатки 58 (фиг. 14)повернут вокруг оси 61, проходящей через центр тяжести лопатки, в направлении 62 вращения на угол oi (0-90, преимущественно 60° так,что осевое направление потока усиливается. По отношению к промеJ ч 62 жуточной перегородке 59 поворотная лопатка может дополнительно придать потоку тяжелой фазы направление движения параллельно оси вращения, .Сепаратор работает следукхцим образом. Исходная суспензия по питаиицей трубе 42 поступает внутрь тарелкодержателя и затем направляется с периферии в пакет тарелок 41, на которых осуществляется разделение на две или три фракции. Тяжелая сгущенная фракция скапливается в шламовом пространстве рОтор и при совпадении выемок 49 диска 48 с отверстиями сопел осуществляете выброс сгущенной тяжелой фракции из ротора. Более легкие жидкие фракции выводятся через напорные устройства 43 и 44, При вращении устройства 47 для периодического открывания, и закрывания сопел 45 осуществляется выгрузка осадка Изобретение обеспечивает повышеие надежности работы центрифуги и прощает ее конструкцию, поскольку е нужны детали, изготавливаемые высокой точностью

5 21

Гч ЧЧУУ/Ч ЧчЧ

Физ. 5

2624 30

Ф«з. 7

Pus. 8

1. ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ, содержащая ротор, снабженный расположенными на его . / /Т I 225 5 Ч - В корпусе соплами для выгрузки осадка,и устройство для периодического отйрывания и закрывания сОпел, установленное с возможностью врав1ения относительно ротора, о.т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности ее работы, устройство для периодического открывания и закрывания сопел выполнено в виде диска, боковая цилиндрическая поверхность которого расположена непосредственно у входных отверстий сопел и имеет высоту, превышающу о диаметр указанных отверстий, при этом на цилиндрической боковой поверхности выполнена по меньшей мере одна выемка для прохода осадка к соплам. О) 2. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что диск С снабжен упругим скребком для очистки сопел. «Рие. 1

Ч

Фиг. 12

62

5В

9

Фиг, 13