Центробежный сепаратор Советский патент 1985 года по МПК B04B11/02 

со а «1 Изобретение относится к оборудованию для разделения жидкости в поле центробежных сил. Наиболее близким к предлагаемому является центробежный сепаратор, включающий барабан, содержащий крьпику, основание, тарелкодержатель с пакетом тарелок, напорное устройство для отвода легкой фракции и расположенный по периферии барабана ряд клапанов для отвода сгущенной фазы из шламовой полости барабана, каждый из которых состоит из вертикально размещенной втулки, сообщенной со шламовой полостью, и контактирующего с нижней торцовой поверхностью втулки седла, смонтированного в теле подпружиненного поршня, служащего для открьгоания и закрьгоания клапанов и расположенного под основанием бара бана с образованием между ними полости для подвода воздуха СП. Седло клапана изготовлено из отно сительно мягкого материала для дости жения надежного прижатия ко всему соплу даже в том случае, еелиседло, например, вследствие деформации во время работы средства, удерживающего седло, будет расположено несколько наклонно по отношению к соплу. Когда клапан открыт, среда, выходящая из канала, под большим давлением проходит через кольцевой зазор образовавшийся между седлом и соплом Если среда содержит частицы, вызьгоаю щие разъединение, они будут главным образом разъедать седло клапана на протяжении всего времени протекания среды через клапан. Это разъединени седла клапана происходит постепенно и в результате клапан не обеспечивае герметичность в закрытом состоянии. Цель изобретения - удлинение срока службы клапанов и повышение их на дежности в работе. Для достижения указанной цели в центробежном сепараторе, включающем барабан, содержащий крышку, основание, тарелкодержатель с пакетом тарелок, напорное устройство для отвод легкой фракции и расположенньй по периферии барабана ряд клапанов для отвода сгущенной фазы из шламовой полости барабана,, каждый из которых состоит и,э вертикально размещенной втулки, сообщённой со шламовой полостью, н контактирующего с нижней торцовой поверхностью втулки седла 6 смонтированного в теле подпружиненного поришя, служащего для открывания и закрывания клапанов и расположенного основанием барабана, каждый клапан снабжен стаканом, дншце которого размещено на седле для перемещения стакана внутри sTyjtKH, при этом стенка в нижней части стакана имеет паз для выброса сгущенной фазы, расположенный под прямым углом к оси стакана. Стенка стакана должна иметь продольный паз, а втулка - штифт, расположенный в последнем для предотвращения проворачивания стакана внутри втулки. На фиг. 1 схематично изображен барабан центробежного сепаратора, имеющий ряд клапанов, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1 (часть сепарирующей камеры ротора, причем сепарирующая камера сообщается с клапанами)-, на фиг.З клапан в закрытом положении на фиг, 4 - то же, в период открытияj на фиг. 5 - то же, в полностью открытом положенииJ на фиг. 6 - сечение Б-Б на фиг. 5. Центробежный сепаратор включает барабан 1, содержащий крьш1ку 2, основание 3, Iсоединенное 1 с крышкой при помощи кольца 4, тарелкодержатель 5 с пакетом тарелок 6, напорное устройство 7 для отвода легкой фракции и расположенный по периферии барабана клапанов 8 для отвода сг тценной фазы из шламовой полости 9 барабана. В шламовой полости барабана установлены конусные вставные пластины 10, образующие карманы 11, нижняя часть которых сообщается через аксиальные каналы 12 с клапанами 8. Барабан 1 установлен на приводном валу 13. Каждьй клапан 8 состоит из вертикально размещенной втулки 14, сообщенной со шламовой полостью, и контактирующего с нижней торцовой поверхностью втулки седла 15, смонтированного в теле подпружиненного поршня 16, служащего для открьшания и закрьшания клапанов и расположенно го под основанием барабана 1 с образованием между ними полости 17 для подвода воздуха. Каждый клапан снабжен стаканом 18, днище которого размещено на седле 15 для перемещения стакана внутри втулки, при этом стен ка в нижней части стакана имеет 3 паз 19 для выброса сгущенной фазы, расположенный под прямгэМ углом к оси стакана. Стенка стакана имеет продольный паз 20, а втулка штифт 21, расположенный в последнем в результате чего предотвращается поворот стакана вокруг продольной оси. Втулка 14 изготовлена из относительно твердого материала и имеет канал 22, который является продолже нием канала 12 в основании 3 барабана. Стакан 18 изготовлен из сравнительно твердого материала и установ лен во втулке 14 с кольцевым зазором 23, обеспечивающим перемещение стакана 18 во втулке 14. Кольцевой зазор настолько узок, что препятствует протеканию среды через указанную полость зазора. Протяженность паза 19 в угловом измерении вокруг оси стакана 18 составляет около 180 Втулка 14 имеет концевую кромку 24, к которой при помощи подпружиненного поршня 16 прижимается упо ная поверхность 25 седла 15 с образованием уплотнения 26. Седло 15 изготовлено из относительно мягкого материала, так что упорная поверхность 25 деформируется/концевой кромкой 24 и образует с ней уплотне ние, когда клапан закрыт. Центробежный сепаратор работает следующим образом. Исходная жидкость подается в барабан 1 через входной канал 27 и через распределительный канал 28 вводится в сепарирующую камеру 29 барабана, где более тяжелая среда отбрасывается к периферии и отстаивается в карманах 11, а более легка среда перемещается в пакете тарелок и поступает в камеру 30, откуда отводится через напорное устройство 7 Клапаны 8, равномерно распределенны по периферии ротора работают одновр менно при помощи общего подпружинен ного пружинами 31 поршня 16, которьй установлен с возможностью перемещения в аксиальном направлении в направляющих 32 и 33 между двумя конеч ными положениями. Когда поршень 16 расположен в первом конечном положении, блIiжaйшeм к основанию 3, он удерживает клапаны 8 в закрытом пол жении. Когда поршень 16 расположен в другом конзчном положении, клапаны находятся в открьп-ом положении. 964 Поршень 16 удерживается р, первом положении пружина ти 31, а во втором положении - давлением воздуха, подаваемого в полость 17 между поршнем 16 и основанием 3 барабана через каналы 34, 35 и 36 в валу 13. Клапан открьгеается при помощи поршня 16 (фиг. 4), причем седло 15 перемещается в направлении от втулки 14, при этом стакан 18 под воздействием давления сгуп1енной фазы, находящейся во внутренней его полости, следует за седлом 15. Кромка 24 открывает паз 19 и сгущенная фаза вытекает через него. Клапан принимает полностью открытое положение (фиг. 5). Когда паз 19 расположен на расстоянии В от кромки 24 сгущенная фаза вытекает из паза 19 по существу в радиальном направлении и не попадает ни на кромку 24, ни на упорную поверхность 25. Клапан снова закрывается при помощи поршня 16, причем седло 15 и стакан 18 возвращаются назад в положение, показанное на фиг. 3. Седло 15, которое изготовлено из сравнительно мягкого материала, является той частью клапана, которая наименее устойчива против разъедания. Следовательно, важно предохранить упорную поверхность 25, которая образует уплотняющую поверхность уплотнения 26, от воздействия вытекающей среды. Сгущенная фаза, которая вытекает из клапана, не будет попадать на упорную поверхность 25, т.е. поверхность, которая образует герметичный контакт с кромкой 24, когда клапан закрыт, если расстояние А будет достаточно большим, что можно объяснить следующим образом. Когда кромка 25 начинает открывать паз 19 (фиг. 4) сгущенная фаза начинает вытекать через паз в направлении, обозначенном позицией 37, которое образует угол oL, имеющий величину около 45 °, с осью 38 стакана 18, Эта среда падает на седло 15 по дуге окружности с радиусом R и центром на оси 38, которая (окружность) при достаточно большом расстоянии А лежит радиально снаружи упорной поверхности 25. При продолжающемся открытии паза 19 угол увеличивается и среда падает на седло 15 все дальше и дальше от упорной St15U поверхности 25 и в конце концов, когда клапан займет положение, обозначенное на фиг. 5, среда будет вытекать из клапана по существу под прямым углом к оси 38. 6 Сгущенная фаза таким образом выгружается из карманов 11 барабана. Предлагаемая конструкция клапанов позволяет удлинить срок службы и повысить их надежность в работе.

1. ЦЕН1РОБЕЖНЬЙ СЕПАРАТОР, включающий барабан, содержащий крышку, основание, тарелкодержатель с пакетом тарелок, напорное устройство для отвода легкой фракции и расположенный по периферии барабана ряд клапанов для отвода сгущенной фазы из шламовой полости барабана, каждый из которых состоит из вертикально размещенной втулки, сообщенной со шламовой полостью, и контактирующего с нижней торцовой поверхностью втулки седла, смонтированного в теле подпружиненного поршня, служащего для открывания и закрывания клапанов и расположенного под основанием барабана, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью удлинения срока службы клапанов и повышения их надёжности в работе, каждый клапан снабжен стаканом, днище которого размещено на седле для перемещения стакана внутри втулки, при этом стенка в нижней части стакана имеет паз для выброса сгущенной фазы, расположенный под прямым углом i к оси стакана. СГ) 2. Сепаратор по п. 1, о т л ичающийся тем, что стенка стас кана имеет продольный паз, а втулка - штифт, расположенный в последнем для предотвращения проворачивания стакана внутри втулки.

JO

иг.2

23

2д

15

31