Лопасть фильтрующей центрифуги Советский патент 1992 года по МПК B04B7/18 

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидких суспензий в поле действия центробежныъх сил, а именно к фильтрующим непрерывно действующим центрифугам с лопастным ротором.

Известна фильтрующая лопасть центрифуги, включающая корпус и фильтрующее сито, проекция которого на горизонтальную плоскость представляет собой разносторонний многоугольник.

Наиболее близкой к предлагаемой лопасти является лопасть фильтрующей центрифуги, содержащая корпус и фильтрующее сито, проекция которого на горизонтальную плоскость представляет кривую, радиус кривизны которой увеличивается к выпускному участку лопасти.

Однако для увеличения производительности центрифуги необходимо увеличить площадь фильтрующих сит лопастей путем увеличения, например, высоты фильтрующего сита лопасти, что, в свою очередь, прут ведет к увеличению геометрических размеров ротора (высоты), расхода металла, энергозатрат и т.д. Недостатком также являются использование для процесса разделения только составляющей центробежной си- лы, неравномерное распределение толщины слоя продукта по высоте фильтрующего сита лопасти.

Цель изобретения - повышение производительности центрифуги.

Поставленная цель достигается тем, что сито выполнено так, что в поперечном сечении оно представляет собой прямую, рас- положеную под углом к вертикали, уменьшающимся к выпускному участку лопасти.

Такая поверхность фильтрующего сита лопасти будет обеспечивать плавное и безотрывное обтекание ее потоком .суспензии с равномерным распределением его толщины по высоте лопасти.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с известными позволяет увеличить площадь поверхности фильтрующего сита лопасти за счет установки его под углом к вертикали, уменьшающимся к выпускному участку лопасти, при этом в поперечном сечении сито представляет собой прямую; пое.

4 Ю

зволяет использовать в процессе разделения составляющую силы тяжести там, где компоненты центробежной силы еще невелики; получить равномерное распределение толщины потока по высоте лопасти за счет учета изменения составляющей центробежной силы по высоте лопасти,На фиг. 1 схематично изображена предлагаемая лопасть; на фиг. 2 - то же, в изо- метрии; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2; на фиг. 5 - сечение В-В на фиг. 2; на фиг. б - очертание профиля фильтрующего сита с системой координат.

Лопасть содержит корпус. 1, фильтрующее сито.2, проекция которого на горизонтальную плоскость представляет собой кривую 8, радиус кривизны р которой увеличивается к выпускному участку лопасти, а поперечное сечение сита представляет собой прямую 7, расположенную под углом /8 к вертикали, уменьшающимся к выпускному участку лопасти ( @2 /fe).

При помощи шарнира 3 лопасть закрепляется в роторе центрифуги. Отверстия 4 служат для отвода жидкой фракции из корпуса 1 лопасти. Устройство 5 служит для распределения суспензии, а окна 6 - для отвода твердой фракции с фильтрующего сита 2.

Лопасть фильтрующей центрифуги работает следующим образом.

Суспензия при вращении ротора через распределительное устройство 5 поступает на фильтрующее сито 2 лопасти.

При движении суспензии по фильтрующему ситу 2 лопасти начинается процесс разделения суспензии на твердую и жидкую фракции. Поток суспензии равномерно распределяется по высоте лопасти, плавно и безотрывно движется по поверхности фильтрующего сита.

В начале лопасти поперечное сечение сита 2, представляющее собой прямую 7-, имеет наибольший угол к вертикали. Здесь движущей силой процесса разделения на фракции будут составляющие силы тяжести и центробежной силы.

По мере удаления суспензии от оси вращения ротора центрифуги движущей силой процесса разделения становится увеличивающаяся составляющая центробежной силы.

Жидкая фракция через отверстия 4 отводится из корпуса 1 лопасти, а твердая фракция через окна 6 сбрасывается с фильтрующего сита 2..

Чтобы профиль фильтрующего сита 2 лопасти обеспечивал равномерное движение твердой фракции без отрывов и заклиниваний, его выполняют прямыми 7, изменяющимися в каждом конкретном поперечном сечении, например, А-А. Б-Б. В-В, по закону

Yl bao5a ±ry 2h

Э Yi РО q , о(а2 2-- ано 2)

(1)

15

где 2 - вертикальная координата, м; со- угловая скорость, 1 /с; YI - координата, нормальная криволи0

5

нейной координатной линии s, м;

s - горизонтальная криволинейная координатная линия, совпадающая с поверхностью сита, м;

q - ускорение свободного падения,м/с2; р- радиус кривизны линии s, м; РО - то же, при z 0, м;

а, Эо - расстояние до точки, лежащей на s от оси вращения, м;

ан - то же, при s 0, м;

Эно - то же, при z 0, м;

VHO - скорость на входе на фильтрующую поверхность сита, при 2 0, м/с;

пТр - потери на трение, м;

da/3 YI - ограничено значениями - 1-0;

Y Y(s) - уравнение линии s.

Решение уравнения (1) проводится подбором, графоаналитически или способом последовательных приближений. Значение da/dYi принимается равным

(a/2 -b-a0)/(Yi/z -b).

Например, при расчете для условий: м 1/с; ро 0,2 м; q 10 м/с2; ано 0,05 м; VHO 2 м/с; da/d YI - 0,05; hrp 0, получим

При Эо Эно

45

Yi

-С

1002 0,05 (- 0,05) -Ах

50

.flo-o yi.z -0.04z.

Использование предлагаемого решения позволит увеличить производительность центрифуги за счет увеличения площади фильтрующего сита и равномерно- го распределения толщины потока по филь- трующей поверхности лопасти,

Формула изобретения Лопасть фильтрующей центрифуги, включающая корпус и фильтрующее сито,

проекция которого на горизонтальную плоскость представляет собой кривую, радиус кривизны которой увеличивается к выпускному участку лопасти, отличающаяся тем, что, с целью повышения производи-

тельности, сито выполнено так, что в каждом поперечном сечении оно представляет собой прямую, расположенную под углом к вертикали, причем угол наклона уменьшается к выпускному участку лопасти.

Изобретение относится к оборудованию для разделения жидких суспензий в поле действия центробежных сил, а именно к лопастям фильтрующих непрерывнодейству- .ющих центрифуг. Целью изобретения является повышение производительности. Для этого сито лопасти выполнено так, что его поперечное сечение представляет собой прямую, расположенную под углом к вертикали, причем угол наклона уменьшается в направлении к выпускному участку лопасти. 6 ил.

8

8

Фиг. /

;1| Ј4 Ј4

Ti-zi ti

Б1 В

Фиг, 2

/ОраЗОШПО/ А09 /bfOCKOCinb.

Осадок

А-А

б-Б

Pv2.3 Фиг.У

Фиг-. 6

&-В

Фиг.Ј