Вертикальная центрифуга Советский патент 1992 года по МПК B04B1/12 

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей в поле центробежных сил и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности.

Наиболее близкой по технической сущности и конструктивным признакам к предлагаемой является вертикальная центрифуга, содержащая корпус, установленный на упругих опорах на приводном валу ротор с отверстиями для вывода разделенных фракций фугата, питающее устройство, лопатки и устройство .для стабилизации движения в виде диска, размещенного в полости ротора с возможностью дифференциального вращения относительно ротора.

Недостатком такой центрифуги является низкая степень очистки фугата от коллоидных частиц, например ржавой воды от коллоида Ре(ОН)з.

Цель изобретения - повышение степени очистки фугата от коллоидных частиц.

Поставленная цель достигается тем, что в вертикальной центрифуге, содержащей корпус, установленный в нем на приводном валу ротор с отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций, питающее устройство.

я

О 4 О

раскручивающие лопатки и стабилизирующий диск, в роторе установлена перегородка с отверстиями по периферии и с вертикальным патрубком в центре,разделяющая ротор по высоте на две камеры, при этом лопатки размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр, содержащий по меньшей мере два слоя, наружный из которых выполнен из инертного по отношению к отделяемому коллоиду материала, а внутренний - из адсорбирующего коллоид материала.

Наружный слой кольцевого фильтра выполнен из материала, имеющего большую величину пористости, чем внутренний слой.

Днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ, расположенный между отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций.

На чертеже схематично представлена центрифуга, вертикальный разрез.

Вертикальная центрифуга состоит из корпуса 1, в котором на упругих опорах 2 смонтирован приводной вал 3 с ротором 4, имеющим отверстия 5 и 6 для вывода легкой и тяжелой фракций фугата соответственно, питающее устройство 7. В верхней части ротора 4 расположены раскручивающие лопатки 8, отделенные от остальной части по- лости ротора 4 перегородкой 9 с расположенным на периферии рядом отверстий 10 и вертикальным патрубком 11. В нижней части полости ротора 4 расположен фильтр 12, состоящий по меньшей мере из двух слоев: крупнопористого слоя 13, выполненного из материала, инертного по отношению к извлекаемому из фугата коллоиду, и мелкопористого слоя 14, выполненного из адсорбирующего данный коллоид материала. Прокладка 15препятствует проникновению адсорбента из слоя 14 в слой 13. Центрифуга приводится во вращение двигателем 16. Для предотвращения перемешивания разделенных потоков фугата, вытекающих из окон 5 и б, на нижнем днище ротора 4 снаружи предусмотрен кольцевой выступ 17. Для сбора потоков в корпусе центрифуги выполнены патрубки 18. На продолжении вала 3 в нижней полости ротора 4 размещён стабилизирующий диск 19.

Центрифуга работает следующим образом.

Подлежащий очистке фугат, содержащий коллоидные частицы, подается через питающее устройство 7 на раскручивающие лопатки 8, расположенные в верхней камере полости ротора 4, после чего через отверстия 10 поступает на периферию нижней камеры полости ротора 4 в слой 13 фильтра 12. Проходное сечение сливных отверстий 6

выбрано таким, что лишь часть фугата, поступающего в полость ротора 4 через питающее устройство 7, может ее покинуть через данные отверстия. Вследствие этого

остальная часть фугата фильтруется через слой 14 во внутреннюю часть нижней полости ротора 4. При этом на внешней поверхности слоя 14 происходит адсорбция и коагуляция коллоида, поступающего с фугатом; образующиеся частицы под действием центробежных сил и вибрации отрываются от поверхности зерен сорбента и отбрасываются в слой 13, обладающий более низким по сравнению со слоем 14

гидродинамическим сопротивлением. Здесь частицы коллоида подхватываются потоком фугата, направленным вдоль боковой стенки полости ротора 4, и сбрасываются через сливные отверстия 6. Через

сливные отверстия 5 из полости ротора 4 сбрасывается прошедшая через слой сорбента и, следовательно, очищенная от коллоида часть фугата. Стабилизация движения достигается с помощью стабилизатора 19.

Если сорбент не допускает предварительного формования в виде полого цилиндра перед сборкой ротора, его загрузка в нижнюю камеру полости ротора 4 осуществляется через центральный патрубок 11 перегородки 9, после чего центрифуга работает, как указано выше.

Таким образом, предлагаемая центрифуга позволяет в проточном режиме разделить поступающий фугат на два потока:

очищенный от содержащегося в фугате коллоида и обогащенный им, При этом не происходит загрязнения сорбента оседающим коллоидом, что и повышает степень очистки фугата от коллоидных частиц.

Пример. Вертикальная центрифуга консольного типа с нижней шарнирной и верхней упругой опорами имеет следующие параметры: диаметр полости ротора 200 мм; высота полости ротора J20 мм; скорость

вращения до 1000 рад диаметр отверстий для слива обогащенной коллоидом компоненты фугата 2x0,7 мм; диаметр отверстий для слива очищенной от коллоида компоненты фугата 2x8 мм; диаметр стабилизирующего диска 85 мм; диаметр отверстий в периферийной части поперечной перегородки в полости ротора 48x2 мм.

Наружный слой фильтра толщиной 15 мм в нижней камере полости ротора изготовлен из гранул полистирола плотностью

1,05 г см и диаметром 4-5 мм; внутренней толщиной 15 мм - из отмытого речного песка с фракциями 0,3-0,8 мм. Слои разделены между собой стеклотканью.

Для разделения использовали коллоидный раствор гидроокиси желаза Ре(ОН)з в воде с концентрацией 1,89 мг/л Fe(Fe+3 преимуществен но, Fe+2 - следы) в количестве 200л.

При скорости вращения ротора 500 рад с 1 в полость ротора через питающее устройство подавали воду с расходом 10л- . Разделенные компоненты фу- гата анализировали на содержание железа и затем вновь смешивали в исходном резервуаре. Через 2 ч работы центрифуги содержание ионов Ре+3 в очищенном потоке составило 0,03 мг .

Для сравнения анализировали эффек- тивность устройства-прототипа. В аналогичных указанным выше условиях не было обнаружено различия в концентрациях ионов Ре+3 в обоих потоках.

Таким образом, применение предлагав- мой центрифуги позволяет повысить степень очистки фугата от коллоидных частиц.

Формула изобретения

1. Вертикальная центрифуга, содержащая корпус, установленный в нем на при- водном валу ротор с отверстиями для

вывода легкой и тяжелой фракций, питающее устройство, раскручивающие лопатки и стабилизирующий диск, отличающая- с я тем, что, с целью повышения степени очистки фугата от коллоидных частиц, в роторе установлена перегородка с отверстиями по периферии и с вертикальным патрубком в центре, разделяющая ротор по высоте на две камеры, при этом лопатки размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр, содержащий по крайней мере два слоя, наружный из которых выполнен из инертного по отношению к отделяемому коллоиду материала, а внутренний - из адсорбирующего коллоид материала.

2.Центрифуга по п. 1,отличающая- с я тем, что наружный слой кольцевого фильтра выполнен из материала, имеющего большую величину пористости, чем внутренний слой.

3.Центрифуга по п. 1,отличающая- с я тем, что днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ, расположенный между отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций.

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкостей в поле центробежных сил и может быть использовано в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Целью изобретения является повышение степени очистки фугата от коллоидных частиц. Вертикальная центрифуга содержит корпус 1, установленный в нем на приводном валу 3 ротор 4 с отверстиями 5 и 6 для вывода легкой и тяжелой фракций, питающее устройство 7, раскручивающие лопатки 8 и стабилизирующий диск 19. В роторе установлена перегородка 9 с отверстиями 10 по периферии и с вертикальным патрубком 11 в центре. Перегородка 9 разделяет ротор по высоте на две камеры. Лопатки 8 размещены в верхней камере, а в нижней камере расположен кольцевой фильтр 12, содержащий по крайней мере два слоя, из которых наружный 13 выполнен из инертного по отношению к отделяемому коллоиду материала, а внутренний 14 - из адсорбирующего коллоид материала. При этом наружный слой 13 кольцевого фильтра выполнен из материала, имеющего большую величину пористости, чем внутренний слой 14, а днище ротора снаружи имеет кольцевой выступ 17, расположенный между отверстиями для вывода легкой и тяжелой фракций. Подлежащий очистке фугат подается через питающее устройство 7 на лопатки 8 и через отверстия 10 поступает в слой 13 фильтра 12. Часть фугата уходит через отверстия 6, а остальная часть фильтруется через слой 14, на внешней поверхности которого происходит адсорбция и коагуляция коллоида, поступающего с фугатом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л С