Установка для сгущения микробиологических суспензий Советский патент 1988 года по МПК B04B11/02 

гв я

IS

(Л

о о

05 О5 ел

наружной поверхности которой выполнена кольцевая выемка 21. Установка снабжена приспособлением для отвода жировой фракции. Оно включает прикрепленное к верхнему торцу ротора 3 с образованием зазора 23 кольцо 24, размещенное в зазоре 23 напорное

устройство и трубки 27, расположенные наклонно к оси вращения ротора 3 и так, что их впускные отверстия находятся на уровне наружной поверхности дополнительной обечайки 17, а вьшускные - в зазоре 23 между торцом ротора 3 и кольцом 24. 5 ил.

Изобретение относится к установкам для сгущения микробиологических суспензий под действием центробежных сил и может быть использовано в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение производительности путем уменьшения забийания пор фильтрующей поверхности ротора. Для этого на роторе 3 уста- новки коаксиально основной конической обечайке 16 размешена дополнительная коническая обечайка 17, на

1

Изобретение относится к оборудованию для сгущения микробиологических суспензий с помощью центробежньпс сил и может быть использовано в пищевой, химической, микробиологической и других отраслях промьшшенности.

Целью изобретения является повышение производительности.

На фиг. 1 изображена установка для сгущения микробиологических сус- пензий, общий вид; на фиг. 2 - разре А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - верхняя часть ротора установки, вид; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5- размещение трубки для отвод жировой фракции.

Установка содержит корпус 1, внутри которого на днище 2 вертикально установлен ротор 3 и над ним патрубок 4 подачи исходной суспензии. Кор- пус 1 и ротор 3 укреплены на валу 5, приводимом во вращение от привода (не показан), корпус 1 размещен внутри цилиндрического кожуха 6 и имеют прис пособление для вывода осветленной жидкости, включающее стакан 7, штуцер 8 и отверстия 9 в днище 2 корпуса 1. Выгрузка сгущенной суспензии из корпуса 1 производится в кожух 6 периодически через сопла 10, перекрываемые подвижным поршнем 11. В свою оче редь, сгущенная суспензия, попадая в кожух 6, выводится из него через патрубок 12.

Ротор 3 состоит из цилиндрической втулки 13, выполненной из пористого металла и крышки 14. На наружной поверхности втулки 13 укреплено фильтрующее покрытие, например ядерная мембранная пленка 15. В верхней час- ти ротора 3 коаксиально установлены расширяющлеся книзу основная 16 и

0

5

5

0

дополнительная 17 конические обечайки. Основная коническая обечайка 16 вьтолнена составной из нижней 18 и верхней 19 частей, установленных друг относительно друга с кольцевым зазором 20, причем верхняя часть 19 обе- чейки 16 выступает над торцом крышки 14. На наружной поверхности дополнительной обечайки 17 ниже торца крьш1ки 14 имеется кольцевая выемка 21,которая может быть сделана прямой выборкой металла или, например, выполнением обечайки 17 разрезной и укрепленной в образовавшейся прорези с внутренней стороны обечайки 17 кольцевой пластины 2.. Над ротором 3 с зазором

23относительно крышки 14 и верхней части 19 основной обечайки 16 горизонтально установлено кольцо 24. В зазоре 23 размещено напорное устройство, состоящее из вертикальной трубы 25 и двух изогнутых навстречу направлению вращения ротора 3 горизонтальных трубок 26. Для отвода жировой фракции, скапливающейся в кольцевой выемке 21, в зазоре 23 установлены наклонные к оси вращения ротора трубки 27, впускные отверстия которых размещены в отверстиях 28, выполненных в верхней части пластины 22 (на уровне наружной поверхности дополнительной обечайки 17), а вьтускные в зазоре 23. Трубки 27 проходят через кольцевой зазор 20 между нижней 18 и верхней 19 частями основной обечайки 16, причем в трубках 27 имеются вьфезы 29, которые обращены к кольцу

24и расположены у внутренней поверхности верхней части 19 основной обечайки 16.

Для подвода жировой фракции к отверстиям 28 пластины наклонениые направляющие 30, которые могут быть образованы выфрезеровкой треугольных вырезов в пластине 22.

,Цля исключения проворота обечаек 16 и 17 и жесткой их установки на роторе 3 служат штифты 31 и пластины 32, с одной стороны неподвижно прикрепленные к кольцу 24, а с другой - входяп ие в прорези 33 и ЗА в обечайках 16 и 1 7 и прижимающих их к крышке 14 ротора 3. Отверстие 35 в крьпике 14 служит для выхода воздуха на замкнутой сверху полости между нижней частью 18

основной обечайки 16 и втулкой 13 при 15 линии), сохраняя при этом вращательначальном заполнении корпуса 1 центрифуги. К выпускному участку патрубка 4 для подачи суспензии прикреплены заключенные в корпус 36 профилированные лопатки 37 или спираль.

Установка работает следующим образом.

Подлежащая сгущению суспензия подается внутрь корпуса 1 через патрубок 4. Профилированные лопатки 37 или 25 16, проходит в выемку 21 и в ней спираль обеспечивают начальную за- вдоль направляющих 30 транспортируетк отверстиям 28

крутку потока суспензии в направлении, совпадающем с направлением вращения вала 5. Попав внутрь корпуса 1, суспензия начинает двигаться сверху вниз по спиральной траектории, все время увеличивая свою угловую скорость за счет взаимодействия с вращающейся стенкой корпуса 1. Для быстрейшей организации ламинарного режима течения и разгона суспензии служат обечайки 16 и 17, которые делят поток суспензии в верхней части ротора 3 на три потока.

Ближайщий к оси вращения поток организуется при проходе суспензии в зазор между верхней частью 19 основной обечайки 16 и кольцом 24. При нисходящем движении этого потока происходит переход от турбулентного к ламинарному режиму течения, при этом легкая фракция (для микробиологических суспензий это жир) движется к центральной части зазора 23, а тяжелая движется вдоль внутренней поверхности верхней части 19 основной обечайки 16.

Аналогичные процессы перехода турбулентного режима течения к ламинарному происходят с двумя другими потоками суспензии, движущимися в кольцевых зазорах между стенкой корпуса 1 и дополнительной обечейкой 17, а также между обечайками 16 и 17. При

ся к отверстиям za в пластине 22,

Такой процесс происходит в зазоре между обечайками 16 и 17. Большая

30 часть жировой фракции из потока суспензии попадает на нижнюю часть 18 основной обечайки 16 и зател, поднимаясь через зазор 20 между нижней 18 и верхней 19 частями основной обечайки

2 16, проходит в зазор 23. Одновременно с этим через зазор 20. вытекает освободившийся от жировой фракции поток суспензии, проходящий ерез зазор между верхней частью 19 основной

40 обечайки 16 и кольцом 24.

Меньшая часть жировой фракции в зазорах между корпусом 1 и обечайками

16и 17 попадает соответственно на верхнюю часть 19 основной обечайки 16

45 и на часть дополнительной обечайки

17выше 21. Двигаясь по этим частям обечаек вверх, жировая фракция в верхней их части, где происходит формирование ламинарного потока, попадает на турбулентное движение, отрывается от поверхности обечаек и отбрасывается вновь в еще неустановившийся поток суспензии. Таким образом, происходит циркуляция части жировой

(-С фракции в верхней части обечаек 16 и 17.

Рассмотрим теперь движение в трубках 27. В ламинарном потоке, находящемся в поле цен1робежных Сил, эф50

ламинаризации этих потоков также имеет место радиальное разделение, суспензии по плотности составляющих его фаз. Легкая фракция (жир) переносится на наружную поверхность обечаек 16 и 17, а тяжелая фаза - соответственно в противоположную сторону, т.е. к периферии потоков. Попав на поверхность обечаек 16 и 17, жировая фракция (фиг. 4, пунктирные линии) начинает двигаться по ним вверх к оси вращения против направления движения основного потока (фиг. А, сплошные

ное движение в ту же сторону, что и вращение вала 5 и основного потока. Больщая часть жировой фракции в зазоре между корпусом 1 и дополнитель- ной обечайкой 17 попадает на ее периферийную часть ниже выемки 21.

Далее жировая фракция, двигаясь снизу вверх по спиральной траектории вдоль поверхности основной обечайки

к отверстиям 28

ся к отверстиям za в пластине 22,

Такой процесс происходит в зазоре между обечайками 16 и 17. Большая

часть жировой фракции из потока суспензии попадает на нижнюю часть 18 основной обечайки 16 и зател, поднимаясь через зазор 20 между нижней 18 и верхней 19 частями основной обечайки

16, проходит в зазор 23. Одновременно с этим через зазор 20. вытекает освободившийся от жировой фракции поток суспензии, проходящий ерез зазор между верхней частью 19 основной

обечайки 16 и кольцом 24.

Меньшая часть жировой фракции в зазорах между корпусом 1 и обечайками

16и 17 попадает соответственно на верхнюю часть 19 основной обечайки 16

и на часть дополнительной обечайки

17выше 21. Двигаясь по этим частям обечаек вверх, жировая фракция в верхней их части, где происходит формирование ламинарного потока, попадает на турбулентное движение, отрывается от поверхности обечаек и отбрасывается вновь в еще неустановившийся поток суспензии. Таким образом, происходит циркуляция части жировой

фракции в верхней части обечаек 16 и 17.

Рассмотрим теперь движение в трубках 27. В ламинарном потоке, находящемся в поле цен1робежных Сил, эф

5

фективность разделения по фазам прямо пропорциональная разности плоностей разделяемых фаз. Чем больше разность плотностей фаз, тем быстре и эффективнее происходит их разделение .

Таким образом, с целью облегчения и ускорения транспортирования жировой фракции из выемки 21 в дополнительной обечайке 17 в зазор 23 по трубкам 27 в последних выполнены вырезы 29, в которые заходит тяжелая фаза (суспензия без жира),отделенная

части 19 основной обечайки 16. Проход в вырезы 29 именно тяжелой фазы обусловлен тем, что вырезы 29 расположены у внутренней поверхности верхней части 19 основной обечайки 16, вдоль которой сверху вниз движется тяже лая фаза. Поскольку трубки 27 установлены с наклоном к оси ротора 3, в них тяжелая фаза прижимается к верхней части внутренней поверхности а легкая, наоборот, - к нижней части (фиг. 5).

Таким образом, в приосевой части зазора 23 собирается легкая фаза (жир), отделенная из трех указанных потоков суспензии, т.е. потоков чере зазоры между кольцом 23 и верхней частью 19 обечайки 16, между обечайками 1 6 и 1 7 и между обечайкой 1 7 и корпусом 1.

Периодический отвод собранной в зазоре 23 жировой фракции осуществляется через трубу 25 и трубки 26, приемные отверстия которых размещены в зазоре 23.

Очищенная от жировой фракции суспензия окончательно фильтруется при проходе через мембранную пленку 15 и проницаемую пористую втулку 13. Осветленная жидкость из полости ротора 3 удаляется через отверстия 9 в днище корпуса в стакан 7 и далее через штуцер 8. Сгущенная суспензия, скапливающаяся у периферии внутреннего объема корпуса 1, периодически

удаляется из него в кожух 6 через сопла 10, из кожуха 6 далее отводится через патрубок 12.

Вьтолнение предлагаемой установки для сгущения микробиологических суспензий обеспечивает повьппение эффективности процесса за счет организации отвода из входящего в установку потока суспензии жировой фракции, что уменьшает вероятность и степень засаливания (засорения) фильтрующего покрытия ротора. Применение установки позволяет увеличить производитель- ность фильтрования, повысить стабильность расходных характеристик и уменьшить энергетические затраты и время на регенерацию фильтра.

20 Ф

I

ормула изобретения

5

5

Установка для сгущения микробиог логических суспензий, содержащая установленный с возможностью вращения корпус с приспособлениями для вывода осветленной жидкости и сгущенной .суспензии, вертикально смонтированный в корпусе фильтрующий ротор с закрепленной на его верхнем торце коничес0 к ой обечайкой и патрубок для подачи суспензии, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения производительности, к выпускному участку патрубка для подачи суспензии прикреплены заключенные в корпус профилированные лопатки или спираль,на роторе коаксиально основной закреплена дополнительная коническая обечайка, при этом установка снабжена приспо0 соблением для отвода жировой фракции, включающим прикрепленное к верхнему торцу ротора с образованием зазора кольцо, размещенное в зазоре напорное устройство и трубки, расположенные наклонно к оси вращения ротора и так, что их впускные отверстия находятся на уровне наружной поверхности дополнительной обечайки, а выпускные - в зазоре между торцом ротора и кольцом.

5

п

19

11

19

фиг. г

(иг.З

77

5

J

3 Вид 6 -72 Ч

J

f7