Устройство для сгущения суспензий Советский патент 1989 года по МПК B04B1/10 

10 1 6 1 l 1В

Ч

21

X

ел

о

4: Сл

315074

Изобретение относится к устройствам для сгущения сусйензий, преимущественно микробиологических, с использованием мембранного фильтра и может быть использовано в микробиологичес- кой медицинской, пищевой и других отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение производительности и расширение функциональных возможностей путем разделения лабильных микробиологических суспензий.

На фиг. 1 схематично изображено устройство для сгущения суспензий, продольный разрез; на фиг. 2 - узел ,выгрузки концентрата.

Устройство содержит корпус 1 и ротор, включающий две конусообразные тарели 2 и 3, установленные на при- водном валу 4 и связанные большими основаниями. На периферии ротор имеет щели 5 для выгрузки концентрата. Внутри ротора размещен фильтровальный патрон, состоящиГ из крышки 6, при- креплеппой к верхней тарели 1 кольцевой гайкой 7, и перфорированной обечайки 8 с дном 9 для установки мембранного фильтра, ограничивающего уровень Uj обрабатываемой суспензии в рабочей полости 10 ротора. Мембранный фильтр является сменным элементом и представляет собой полупроницаемую мембрану, нанесенную па пористую подложку из нержавеющей CTajni.

8крьш1ке 6 фильт15овапьного патрона выполнены окна 11 для сбора фильтрата в камеру 12, снабженную заборной трубкой 13. Избыток суспензии при уменьшении ее оптимального уровня D, из рабочей полости 10 ротора по каналам 14 в крышке 6 фильтровального патрона отводится в камеру 15, снабженную заборной трубкой 16. Каналы 14 служат и для отвода воздуха из полости 10 ротора. Оптимальный уровень суспензии D равен диаметру подводящего канала 17. Приспособление для ввода суспензии включает патрубок 18, подводящий канал 17 и конусообразный щелевой канал 19, образованный дном

9фильтровального патрона и основанием 20 тарели 2.

Окна 11 камеры 12 с заборной трубкой 13 составляют приспособление для вывода фильтрата.

Снаружи ротора установлена поршневая заслонка 21, перекрывающая щели 5 для выгрузки концентрата. Под заслон

0 5 0 5

0 5

5

кой 21 к нижней тарели 2 кольцевой гайкой 22 прикреплено с образованием камеры 23 запирания основание 24 и установлен регулируемый упор 25, положение которого фиксируется винтом 26.

Камера 23 запирания соединена посредством каналов 27, выполненных в основании 20 тарели 2, с кольцевой камерой 28 для нодачи управляющей жидкости. Подача управляющей жидкости в камеру 28 осуществляется через штуцер 29. Поршневая заслонка 21 имеет перегородку 30, образующую глухую и проточную камеры соответственно 31 и 32. Максимальный диаметр D глухой камеры 31 меньше максимапьного диаметра D проточной камеры 32. Управляющая жидкость из проточно камеры 32 удаляется по каналам 33, выцол- ненным в поршневой заслонке 21.

Отвод концентрсТ.-а за пределы центрифуги осуществлкечч .я через патрубок 34.

Центрифуга работает следующим образом.

Подлежащая обработке суспензия через патрубок 18, подводящий канал 17 и конусообразный щелевой канал 19 поступает в рабочую полость 10 вращающегося ротора. Наличие конусообразного щелевого канала 19 позволяет эффективно раскрутить подаваемую су1:аензию до скорости, близкой к скорости вращения ротора, и обеспечить перепад давления на фильтре, близкий к расчетному.

Приспособление для ввода суспензии обеспечивает мягкий ввод подаваемой суспензии и исключает травмирование лабильных микроорганизмов.

Максимальная степень заполнения

о

ротора определяется диаметром D подводящего канала 17 фильтровального патрона.

По мере заполнения ротора воздух из его полости-вытесняется через каналы 14. Избыток суспензии по каналам 14 поступает в камеру 15 и выводится а пределы центрифуги заборной трубкой 16. Под дей твием давления, развиваемого вращающимся слоем находящейся в роторе суспензии, ограниченным диаметрами уровней D и D,, жидкость продавливается через мем- бранньп фильтр, установленный на перфорированной обечайке 8. Из полости патрона фильтрат через окна 11 посту 150

пает в кольцевую камеру 12 и выводится за пределы центрифуги заборной трубкой 13.

Наличие отводянщх каналов 14 в крышке 6 фильтровального патрона позволило надежно разделить поток подаваемой с-успензии от потока вытесняемого из полости ротора воздуха и, те самым, исключить образование на по- верхности мембранного фильтра воздушной прослойки, снижающей производительность процесса безосадочного фильтрования.

В рабочей полости 10 ротора за счет действия поля центробежных сил крупные частицы отбрасываются к периферии ротора. Мелкие частицы, увлекае мые потоком жидкости, задерживаются на поверхности мембранного фильтра, соединжотся между собой и, достигнув определенных размеров и массы, отбрасываются к периферии ротора. Таким образом, мембранный фильтр в процессе эксплуатации освобождается от ос- новной массы осадка. Полная очистка мембранного фильтра происходит в период выгрузки, при которой рабочее давление на фильтре снимается, и под действием поля центробежных сил и про тивотока фильтрата из полости фильтровального патрона мембранный фильтр полностью очищается. Процесс безосадочного фильтрования ведется при закрытых С1елевых отверстиях 5. Щели 5 закрыты поршневой заслонкой 21, находящейся в крайнем верхнем положении, за счет разницы давлений в камерах 31 и 32. Разница давлений объясняется тем, что давление в глухой-камере 31 при вращении ротора превышает атмосферное за счет действия центробежных сил во вращающемся слое управляющей жидкости, находящейся в камере 31, а давление в проточной камере 32 равно атмосферному, так как управляющая жидкость подается в камеру 31 с расходом, равным расходу ее через каналы 33. При необходимости вывода концентрата из ротора через штуцер 29 и каналы 27 в камеру 23 запирания устройства для выгрузки подается управляющая жидкость с расходом, превьш:аю- щим расход ее через каналы 33.

При этом давление в камере 32 пре- вышает давление в камере 31 за счет действия центробежных сил во вращающемся слое управляющей жидкости, обусловленном разностью уровней D и Dj,

5 0 5 0 Q 0

5

что обеспечивает перемещение поршневой заслонки 21 в крайнее нижнее положение, ограниченное регулируемым yndpOM 25, и открывание щелей 5. После выгрузки концентрата расход управляющей жидкости снижают, выравнивая с расходом через каналы 33. При этом давление в камере 32 снижается и поршневая заслонка 21 перемещается в крайнее верхнее положение, перекрывая щели 5. Положение регулируемого упора 25 фиксируется с помощью винтов 26. Режимы выгрузки концентрата могут устанавливаться временем открытия щелей 5, которое обеспечивает система управления центрифугой, и изменением проходного сечения щелей 5 посредством регулируемого упора 25.

Введение в конструкцию регулируемого упора 25 с винтами 26 позволило в сочетании с изменением времени открытия щелей 5 заслонкой 21 произво дить частичный выброс концентрата из полости 10 ротора, после которого уровень DI заполнения ротора превышает незначительно диаметр D фильтровального патрона. Вследствие этого рабочее давление на мембранном фильтре снимается и под действием поля центробежных сил и противотока фильтрата из полости фильтровального патрона мембранный фильтр полностью очищается. Такой частичный выброс концентрата крайне необходим при работе с суспензиями с малым содержанием твердой фазы, при которой дпя поддержания необходимой степени сгу- щенИя чартые полные выгрузки нежелательны и необходимо организовать частичный выброс концентрата из полости 10 для полной очистки мембранного фильтра и цоддержания максимально высокой производительности процесса фильтрации.

При необходимости замены мембранного фильтра на фильтровальном пат- роне центрифугу останавливают, отвинчивают кольцевую гайку 7, вынимают фильтровальный патрон из полости ротора, заменяют мембранный фильтр, устанавливают фильтровальный патрон в ротор, закрепляют его кольцевой гайкой 7 и вновь раскручивают ротор до рабочей скорости., о

Использование данной конструкции позволяет повысить производительность безосадочного фильтрования за счет эффективного раскручивания суспензии

ю

20Фиг. 2

Изобретение относится к устройствам для сгущения суспензий, преимущественно микробиологических , и может быть использовано в микробиологической, медицинской , пищевой и других отраслях промышленности. Целью изобретения является заключается в повышении производительности и расширении функциональных возможностей путем сгущения наряду с другими лабильных микробиологических суспензий. Обрабатываемая суспензия поступает в рабочую полость 10 ротора. Избыток суспензии по каналам 14 поступает в камеру 15 и выводится за пределы устройства. За счет разности уровней Д₂ и Д₁ жидкость продавливается через перфорированную обечайку и мембранный фильтр и выводится за пределы устройства. Скопившийся на периферии ротора осадок выводится за его пределы посредством поршневой заслонки 21 и регулируемого упора 25. При необходимости замены фильтровального патрона устройство останавливают, откручивают кольцевую гайку 7, вынимают фильтровальный патрон из полости ротора, устанавливают новый патрон, закрепляют его кольцевой гайкой 7 и вновь разгоняют ротор до требуемой скорости. 2 ил.