Барабан центробежного сепаратора Советский патент 1993 года по МПК B04B1/08 B04B11/02 

Изобретение относится к барабанам сепараторов-разделителей эмульсий, суспензий, применяющихся в мясомолочной, пищевой и других отраслях промышленности.

Известен барабан центробежного сепаратора с подводом разделяемой жидкости из полого тарелкодержателя в пакеттарелок через продольные щели, выполненные по вы соте тарелкодержателя, при этом основание тарелкодержателя выполнено сплошным. Такая конструкция вызывает турбулизацию потока при входе жидкости в щели и тем самым, например при сепарировании молока, ухудшает качество разделения эмульсии.

Наиболее близким к предлагаемому является барабан саморазгружающегося сепаратора для жидкости. Этот барабан содержит основание, крышку, подвижный поршень, пакет тарелок, тарелкодержатель с основанием и конической опорной частью, в которых выполнены каналы для подвода разделяемой жидкости в пакет тарелок и каналы для вывода легкой фракции.

Однако в этом барабане имеет место склонность ктурбулизации потока при переходе из центрального отверстия тарелкоVI

00

00

ю

CJ

держателя в цилиндрические каналы для подвода жидкости в пакет тарелок из-за резкого сужения проходных сечений. Эти же каналы, состоящие из 3 участков, создают большие сопротивления движению жидкости из-за резких поворотов участков каналов друг относительно друга.

Указанные два эффекта ухудшают качество разделения, в частности при сепарировании молока из-за преждевременного дробления жировых шариков, Цель изобретения - снижение турбулентности подаваемой в пакет тарелок жидкости и улучшение качества разделения.

Эта цель достигается тем, что в барабане центробежного сепаратора для разделения жидкости, преимущественно молока, включающем основание с отверстиями для выгрузки осадка, крышку, подвижный поршень, пакет тарелок, тарелкодержатель, имеющий основание и коническую опорную часть, в которых выполнены каналы для подвода разделяемой жидкости в пакет тарелок,последние выполнены расширяющимися по направлению движения жидкости и образованы рядом равномерно размещенных по окружности профилированных лопаток, входные участки которых изогнуты в направлении вращения барабана, при этом входное отверстие каждого канала имеет трапециевидную форму, а выходное отверстие выполнено круглым, причем каналы, расположенные в конической опорной части тарелкодержате- ля, выполнены плавнорасширяющимися к их выходным отверстиям.

На фиг. 1 представлен продольный разрез барабана центробежного сепаратора; на фиг. 2 - узел I фиг, 1; на фиг. 3 - вид Б (фиг. 2) на вставной элемент тарелкодержателя; на фиг, 4 - сечение В-В по оси межлопаточного канала фиг. 2; на фиг. 5-10 поперечные сечения Г-Г, Д-Д, Е-Е, Ж-Ж, И-И, К-К каналов фиг. 2; на фиг. 11 - пространственное изображение вставного элемента тарелкодержателя, разрезанного по конусу с образующей В-В фиг. 2. На фиг. 3, 4 и 11 стрелкой с буквой (о обозначено направление вращения барабана; на фиг. 12 - направления скоростей:

С - абсолютная скорость набегающего на лопатку потока;

U - окружная скорость лопатки;

W - скорость потока, движущегося относительно лопатки;

/ - угол между окружной и относительной скоростями.

Барабан центробежного сепаратора (фиг. 1) содержит основание 1 с отверстиями

для выгрузки осадка 2, крышку 3, подвижный поршень 4, пакет тарелок 5, тарелкодержатель 6, имеющий основание 7 со вставным элементом 8 и коническую опор5 ную часть 9 с накладным элементом 10. В основании тарелкодержателя и в его конической опорной части выполнены каналы 11, 12, 13 и 14 для подвода разделяющей жидкости в пакет тарелок (фиг. 2). Тарелкодер0 жатель содержит также центральное сверление 15, являющееся каналом ввода разделяемой жидкости в барабан, и каналы 16 для вывода легкой фракции из барабана (фиг. 1, фиг. 2). Каналы 11, 12, 13 и 14тарел5 кодержателя выполнены расширяющимися по направлению движения жидкости (фиг. 4) и образованы рядом равномерно размещенных по окружности профилированных лопаток 17(фиг. З.фиг. 4, фиг. 11). Выходные

0 участки лопаток 17 изогнуты в направлении вращения барабана таким образом, чтобы они совпадали с направлением скорости W потока, движущегося относительно лопатки (фиг. 4, фиг. 12). Входное отверстие каждого

5 канала 12 имеет трапециевидную форму (фиг, 5), а выходное отверстие выполнено круглым (фиг. 8, фиг. 9). Каналы 14, расположённые в конической опорной части тарелкодержателя,выполнены

0 плавнорасширяющимися к их выходным отверстиям (фиг, 9, фиг. 10).

Барабан центробежного сепаратора работает следующим образом. Разделяемая жидкость поступает в канал 15 тарелкодер5 жателя б (фиг. 1, 2) и движется по нему с исходной скоростью. Далее, попадая в плав- норасширяющийся канал 11 (фиг. 2), жидкость, постепенно снижая скорость, направляется к входным отверстиям враща0 ющихся межлопаточных каналов 12 (фиг. 4). Поскольку входные у 4астки лопаток, образующие входные отверстия, изогнуты так, что они совпадают с направлением скорости потока, движущегося относительно лопэт5 ки, жидкость входит в межлопаточные каналы и скользит по боковым поверхностям лопаток без ударов, завихрений и отрывов, т. е. без турбулизации потока. Войдя в межлопаточные, каналы 12 (фиг. 4), жидкость

0 приобретает тангенциальное по отношению к оси вращения барабана направление потока и затем, Двигаясь по этим каналам, - она изменяет тангенциальное на радиаль- ное по отношению коси вращения барабана

5 направление потока и продолжает плавно снижать скорость, при этом трапециевидное поперечное сечение потока плавно изменяется на круглое сечение. Проходя по каналам 13 (фиг. 4) круглого сечения, жидкость продолжает плавно снижать скорость

потока, а в каналах 14(фиг. 4)одновременно с плавным снижением скорости потока происходит и плавное изменение его направления с радиального в параллельное оси вращения барабана. Выходя из каналов 14, жидкость попадает в пакет тарелок 5 (фиг. 1), где и происходит ее разделение на тяжелую и легкую фракции, которые выводятся из барабана по зазорам между крышкой 3 и пакетом тарелок 5 и по каналам 16 тарелко- держателя (фиг. 1) соответственно.

Конструкция предлагаемого барабана центробежного сепаратора благодаря профилированным каналам для подвода разделяемой жидкости в пакет тарелок, безударному входу жидкости в них и безотрывному течению жидкости по ним позволит снизить гидравлические потери по трактам барабана, а при сепарировании молока, за счет сохранения целостности жировых шариков до входа их в пакет тарелок - повысить степень обезжиривания молока, т. е. улучшить качество разделения. Формула изобретения Барабан центробежного сепаратора для разделения жидкости, преимущественно молока, включающий основание с отверстиями для выгрузки осадка, подвижный за- порный поршень, пакет тарелок, тарелкодержатель, имеющий основание и

коническую опорную часть, в которых выполнены каналы для подвода разделяемой жидкости в пакет тарелок и каналы для вывода легкой и тяжелой фракций, отличающийся тем, что, с целью снижения турбулентности подаваемой в пакет тарелок жидкости и улучшения качества разделения, каналы для подвода разделяемой жидкости, расположенные в основании тарелкодержа- теля, выполнены расширяющимися по направлению движения жидкости и образованы рядом равномерно размещенных по окружности профилированных лопаток, входные участки которых изогнуты в направлении вращения барабана, при этом

входное отверстие каждого канала имеет трапециевидную форму, а выходное отверстие выполнено круглым, причем каналы, расположенные в конической опорной части тарелкодержателя, выполнены плавно

расширяющимися к их выходным отверстиям.

ь

Использование: изобретение относится к центробежным устройствам, а именно к сепараторам для разделения суспензий или эмульсий в пищевой, химической и других отраслях промышленности. Сущность: барабан центробежного сепаратора для разделения жидкости включает основание с отверстиями для выгрузки осадка, подвижный запорный поршень, пакет тарелок, тарелко- держатель, имеющий основание и коническую опорную часть, в которых выполнены каналы для подвода разделяемой жидкости в пакет тарелок, и каналы для вывода легкой и тяжелой фракции. Каналы для подвода разделяемой жидкости в основании тарел- кодержателя выполнены расширяющимися по направлению движения жидкости и образованы рядом равномерно размещенных по окружности профилированных лопаток, входные участки которых изогнуты в направлении вращения барабана, при этом входное отверстие каждого канала имеет трапециевидную форму, а выходное отверстие выполнено круглым. Каналы, расположенные в конической опорной части тарелкодержателя, выполнены плавно расширяющимися к их выходным отверстиям. 12 ил. ел С