Центробежный сепаратор Советский патент 1992 года по МПК B04B1/08 B04B11/00 

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле центробежных сил.

Известен центробежный сепаратор, содержащий ротор, имеющий камеру разделе- ния, снабженную трубопроводом для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода мелкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне и устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы со средством ограничения величины потока тяжелого компонента, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости - его увеличение, и устройство для подачи части отделенного

тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную камеру.

Известная конструкция центробежного сепаратора не может обеспечить достаточно точное регулирование концентрации тяжелого компонента, поскольку необходимо значительное время на переток тяжелого компонента от устройства для его отвода из ротора к по крайней мере одному каналу для

возврата тяжелого компонента в камеру разделения.

Цель изобретения - повышение точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора.

Для достижения указанной цели в предложенном центробежном сепараторе, содержащем ротор, имеющий камеру разделения, снабженную трубопроводом для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне и устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру последнего и сообщенные с

ней и с камерой разделения отводящие каналы со средством ограничения величины потока тяжелого компонента, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры, служащей

для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала для возвра- та тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости - его увеличение, и устройство для подачи части отделенного тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную камеру, приемная камера тяжелого компонента с отводными каналами размещена внутри ротора и снабжена устройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наруж- но относительно первого уровня слоя легкого компонента, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, и образования потока выделен- ного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру разделения и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную.

Средство для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, может быть выполнено в виде отверстия. Устройство для удаления тяжелого компо- нента из приемной камеры и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, должно состоять из центрально установленного трубопровода и связанных с ним патрубков, при этом средство для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную представляет собой отверстие, выполненное в трубопроводе.

На фиг. 1 схематично изображен ротор сепаратора, продольный разрез; на фиг. 2 - часть ротора сепаратора; на фиг. 3 - ротор сепаратора, вариант выполнения; на фиг. 4 - верхняя часть ротора.

Центробежный сепаратор содержит ротор, состоящий из крышки 1 и основания 2, связанных между собой зажимным кольцом 3, и имеющий камеру 4 разделения, снабженную трубопроводом 5 для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном

уровне, представляющем собой напорный диск 6, устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру 7 последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы 8 со средством 9 ограничения величины потока тяжелого компонента, тарелкодержателем 10 и пакетом конических разделительных тарелок 11, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры 12, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала 13 для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости - его увеличение, Приемная камера 7 образована перегородкой 14, которая выполнена конусообразной и укреплена на основании 2 ротора. Кроме того, перегородка выполнена в виде кольцевого диска, прикрепленного в верхней части ротора к стенке канала 8.

Приемная камера 7 с отводящими каналами 8 размещена внутри ротора и снабжена устройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в камере разделения, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, состоящим из патрубков 15 и подключенного к ним центрального трубопровода 16, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру 4 разделения, которое следует выполнить в виде отверстия 17, и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную, которое представляет собой отверстие 18, выполненное в центральном трубопроводе 16. Средство 9 ограничения величины потока тяжелого компонента представляет собой дроссель 19, расположенный на выходном участке каждого отводящего канала 8. Рециркуляционная камера 12 в роторе сепаратора образована конусообразной перегородкой 20, имеющей размер в радиальном направлении меньший, чем у перегородки 14, и соединенной с ней.

Каналы 8 имеют значительно больший диаметр, чем каналы 13. Дроссели 19 в каналах 8 полностью определяют расход через них. Каждый дроссель имеет очень малый размер, поэтому ожидаемые во время работы изменения вязкости отделенного тяжелого компонента, протекающего по каналам 8, не должны влиять в значительной степени на расход через эти каналы.

Каждый канал 13 имеет по всей длине проходное сечение настолько малое по отношению к его длине, что на расход отделенного тяжелого компонента через него в значительной степени влияет вязкость этого компонента. При прочих постоянных условиях увеличение вязкости приводит к уменьшению расхода через каналы 13. Кон- центрично центральному трубопроводу 16 расположены трубопровод 5 для подвода разделяемой смеси и трубопровод 21 для отвода легкого компонента смеси. Центральный трубопровод 16 снабжен клапаном 22 постоянного давления. Подобный клапан может быть установлен и на трубопроводе 21.

Трубопровод 5 для подвода разделяемой смеси сообщен через отверстие 22 с центральной впускной камерой 23. Внутри тарелкодержателя 10 к его основанию прикреплены радиальные лопасти 24. Центральная впускная камера 23 сообщается с камерой 4 разделения через промежутки между радиальными лопастями 24 и через отверстия 25 в основании тарелкодержателя.

Ротор (фиг. 3) содержит верхнюю тарелку 26, при этом отводящие каналы 8 и каналы 13 для возврата тяжелого компонента расположены между ней и крышкой 1 и образованы, например, посредством радиальных канавок на наружной поверхности указанной тарелки. Ротор также имеет верхнюю кольцевую стенку 27, связанную с крышкой 1 посредством зажимного кольца 28. Приемная камера 7 в данной конструкции образована торцовой стенкой 27 и перегородкой 14. В верхней части ротора укреплены также кольцевые перегородки 29 и 30. Циркуляционная камера 12 образована кольцевой перегородкой 29 и перегородкой 14. Кольцевая перегородка 30 имеет кольцевое переточное отверстие 31 для перетока легкого компонента из камеры 4 раз- деления в разгрузочную камеру 32, в которой расположен напорный диск 6. Ротор установлен на приводном валу 33.

В роторе (фиг. 4) имеется дополнительный элемент, которым является кольцевой золотник 34, способный поворачиваться вокруг собственной оси и оси ротора. Золотник 34 имеет трубчатую часть, расположенную в радиальном направлении между коль- цевыми стенками, образующими центральный трубопровод 16 и трубопровод

21 соответственно. На нижнем конце трубчатая часть золотника 34 имеет снаружи кольцевой желоб 35, открытый вверх. Часть элемента, образующего центральный трубопровод 16, входит в этот желоб сверху

0 вниз. Ниже желоба 35 в зоне рециркуляционной камеры 12 трубчатая часть золотника

34имеет радиальное сквозное отверстие 36. Аналогичное отверстие 37 имеется с диаметрально противоположной стороны в на5 ружной стенке трубопровода 21. Находящаяся в желобе 35 радиально наружная стенка трубопровода 16 имеет радиальноесквозноеотверстие, представляющее собой упомянутое ранее

0 отверстие 18, через которое часть отделенного тяжелого компонента может перетекать из приемной камеры 7 в рециркуляционную камеру 12. Для обеспечения возможности такого перемещения ра5 диально наружная боковая стенка желоба

35имеет соответствующее сквозное отверстие 38.

Центробежный сепаратор работает следующим образом.

0 Суспензия по трубопроводу 5 поступает во впускную камеру 23, из которой через промежутки между радиальными лопастями 24 и отверстия 25 она перетекает в камеру 4 разделения. В пакете тарелок 11 происхо5 дит разделение суспензии, при этом тяжелый компонент собирается в шламовом пространстве ротора, а легкий компонент течет в направлении к оси ротора и непрерывно выводится через напорный диск 6 и

0 трубопровод 21, Тяжелый компонент, накопившийся в шламовом пространстве ротора, поступает в каналы 8 и через них в приемную камеру 7. Из нее тяжелый компонент через патрубки 15 подается в цент5 ральный трубопровод 16 и выводится из ротора. Часть тяжелого компонента из этого трубопровода через отверстие 18 поступает в рециркуляционную камеру 12 и из нее по каналам 13 на периферию камеры 4 разде0 ления. Избыточное количество тяжелого компонента перетекает через отверстие 17 обратно в приемную камеру 7.

Во время работы сепаратора производится автоматическое регулирование клапа5 на 22 постоянного давления таким образом, чтобы патрубки 15 поддерживали заданный радиальный уровень свободной поверхности тяжелого компонента в приемной камере 7. Длина патрубков в направлении потока настолько мала, что расход компонента через них по существу не зависит от случающихся изменений его вязкости.

В зависимости от происходящих изменений вязкости (концентрации) тяжелого компонента его поступает в рециркуляционную камеру 12 больше или меньше, при этом тяжелый компонент поступает по каналам 13 в зону осаждения, либо перетекает через отверстие 17 в приемную камеру 7. При увеличении вязкости меньшая часть тяжелого компонента будет течь по каналам 13 и одновременно увеличится его переток через отверстие 17. Таким образом, если вязкость тяжелого компонента и его расход через отверстие 17 увеличиваются, то увеличивается также и отвод компонента через патрубки 15 и центральный трубопровод 16.

При использовании конструкции ротора, изображенной на фиг. 4, золотник 34 в процессе работы находится в показанном положении. При этом отверстия 18 и 38 расположены один напротив другого и, следовательно, возможен сквозной поток из трубопровода 16 в рециркуляционную камеру 12. В то же самое время отверстие 37 закрыто нижней частью золотника 34.

При возникновении необходимости очистки ротора сепаратора золотник 34 поворачивают на 180° вокруг его оси, в результате чего нижнее отверстие 36 в золотнике встанет напротив отверстия 37. Одновременно не имеющая отверстия часть боковой стенки желоба 35 закроет отверстие 18. Это предотвратит возврат части жидкости, поступившей в приемную камеру 7 из ради- ально наружных частей камеры 4 разделения в нее чеоез рециркуляционную камеру 12 и каналы 13. В результате, вся эта жидкость будет выведена из ротора через трубопровод 16.

Однако часть тяжелого компонента, выходящей из камеры 4 разделения через переточное отверстие 31, разгрузочную камеру 32 и трубопровод 21. поступает через отверстия 37 и 36 в рециркуляционную камеру 12, что обеспечивает промывку этой камеры и каналов 13.

Предложенная конструкция сепаратора позволяет повысить точность регулирования концентрации тяжелого компонента по сравнению с известным сепаратором.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я

1. Центробежный сепаратор, содержащий ротор, имеющий камеру разделения, снабженную трубопроводом для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода . легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне и устройством для отвода тяжелого

компонента, содержащим приемную камеру последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы со средством ограничения величины потока тяжелого

компонента, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого

компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости - его увеличение, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора, приемная камера тяжелого компонента с отводящими каналами размещена внутри ротора и снабжена устройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно

первого уровня слоя легкого компонента, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близкой к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого

компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру разделения и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную.

2.Сепаратор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й- с я тем, что средство для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси

ротора, выполнено в виде отверстия.

3.Сепаратор по п. 1,отличающий- с я тем, что устройство для удаления тяжелого компонента из приемной камеры и поддержания поверхности слоя тяжелого

компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном на радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, состоит из центрально установленного трубопровода и связанных

с ним патрубков, при этом средство для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную представляет собой отверстие, выполненное в трубопроводе.

CN

О)

со со со

3- г

М

«о

io

58 J

28 t9 21 W

7

л

32 V 2Э J7

8

/

/2

36 55

Фиг,Ч

Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле центробежных сил. Цель изобретения - повышение точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора. Центробежный сепаратор содержит ротор, состоящий из крышки 1 и основания 2, связанных между собой зажимным кольцом 3, и имеющий камеру 4 разделения, снабженную трубопроводом 5 для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне, представляющим собой напорный диск 6, устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру 7 последнего, и сообщенную с ней и с камерой разделения отводящие каналы 8 со