Фильтрующая центрифуга с выворачиваемым фильтром Советский патент 1993 года по МПК B04B3/02 B04B15/12 

Изобретение относится к фильтрующей цгнтрифуге с выворачиваемым фильтром, содержащей установленный в корпусе без пэомежуточных опор с возможностью вра- иения барабан, имеющий в боковой стенке радиальные отверстия для прохода фильт- рзта, крышку с отверстием, предназначенную для закрывания барабана и установленную с возможностью вращения виесте с барабаном и перемещения вдоль е о оси, проходящую через отверстие в кэышке питающую трубу, один конец которой закреплен на корпусе, а другой в процессе центрифугирования размещен в арабане.

1

Цель изобретения - расширение технологических возможностей, в частности усовершенствование 6 фильтрующей центрифуги с выворачиваемым фильтром вышеуказанного типа таким образом, чтобы в окруженной барабаном камере центрифугирования могло иметься либо повышенное, либо пониженное давление.

На фиг. 1 изображена фильтрующая центрифуга с выворачиваемым фильтром в фазе центрифугирования в схематическом разрезе; на фиг. 2 - то же, в фазе сбрасывания твердого вещества в схематическом разрезе; на фиг. 3-уплотнение между питающей трубой и барабаном, допускающее

00

со VJ о ю о

00

как вращение, так и скольжение; на фиг. 4 - о же, при качании питающей трубы; на фиг. 5 - модифицированный вариант выполне-. ния питающей трубы с вытяжной вентиля - ционнойтрубой; на фиг. 6-конец питающей 5 рубы в перспективном виде, частично с вы- рывом.

Центрифуга включает схематически показанный корпус 1, плотно охватывающий всю машину, в котором на неподвижной ста- 10 нине 2 установлен полый вал 3 с возможностью вращения в подшипниках 4 и 5. К выступающему из подшипника 5 концу полого вала 3 (на фиг. 1 и 2 на правой стороне) герметично прифланцован напорный ци- 15. линдр 6. С цилиндром 6 соединено без возможности вращения .приводное колесо 7, через которое цилиндр 6 и, тем самым,по- лый вал 3 приводятся в быстрое вращение от электродвигателя, например, посредст- 20 вом клинового ремня. Неразрезной полый вал 3 между подшипниками 4 и 5 снабжен шпоночной канавкой, проходящей в осевом направлении, в которой установлена шпонка 8 с возможностью перемещения в осевом 25 направлении. Шпонка В.жестко соединена с валом 9, установленным с возможностью перемещения .внутри полого вала 3. Таким образом, вал 9 вращается вместе с полым . валом 3 и сверх того перемещается в по- 30 следнем в осевом направлении.

Валы 3 и 9 проходят через корпус 10, выполненный в виде втулки и опирающийся на станину 2, который служит также для опоры подшипников 4 и 5.35

К выступающему из подшипника 4 концу полого вала 3 (на фиг. 1 и 2 на левой стороне) прифланцован без возможности вращения горшкообразный барабан 11 центрифуги своим дном 12, На цилиндрической 40 боковой стенке барабан 11 снабжен пропускными отверстиями 13, проходящими в радиальном направлении. На торцевой стороне, противоположной дну, барабан 11 открыт. На фланцевом буртике 14, охваты- 45 вающем открытый торец барабана, герметично закреплен посредством стопорного кольца 15 один край фильтровальной ткани 16, имеющей в основном цилиндрическую форму. Соответствующим образом другой 50 край фильтровальной ткани 16 плотно соединен с днищевой частью 17, жестко соединенной с передвижным валом 9, свободно проходящим через дно 12.

На днищевой части 17 жестко закрепле- 55 на через распорные болты 18с образованием промежуточного пространства крышка 19, которая на фиг. 1 герметично закрывает камеру центрифугирования в барабане 11 за счет того, что она плотно прилегает к

буртику 14 последнего, а на фиг. 2 вместе с днищевой частью 17 свободно приподнята с барабана 11 за счет того, что вал 9 выдвинут в осевом направлении из. полого вала 3.

На передней стороне фильтрующей центрифуги (на фиг. 1 и 2 на левой стороне) установлена питающая труба 20, служащая для введения в камеру центрифугирования в барабане 11 разделяемой на твердые и жидкие компоненты суспензии (фиг. 1). В показанном на фиг. 2 рабочем положении питающая труба 20 вдвинута в канал 21 передвижного вала 9.

Трубопроводы 22 и клапаны 23 и 24, взаимодействующие с напорным цилиндром б, служат для возвратно-поступатель- ногго движения передвижного вала 9, несущего барабан 11.

В начале работы фильтрующая центрифуга занимает показанное на фиг. 1 положение. Передвижной вал 9 вдвинута полый вал 3 и в напорный цилиндр 6, вследствие чего соединенная с валом 9 днищевая часть 17 находится, вблизи дна 12 барабана 11, а фильтровальная ткань 16 вдавлена в барабан таким образом, что она находится в его полости. При этом крышка 19 плотно прилегает к буртику 14 барабана 11. При вращении барабана 11 через питающую трубу 20 подается фильтруемая суспензия. Жидкие компоненты суспензии проходят в направлении стрелок 25 через отверстия 13 барабана и направляются отбойным щитком 26 в отводящий трубопровод 27. Твердые компоненты суспензии удерживаются фильтровальной тканью 16.

При дальнейшем вращении барабана 11 вал 9 перемещается (согласно фиг. 2 влево), вследствие чего фильтровальная ткань 16 выворачивается наружу и прилипающие к ней частицы твердого вещества выбрасываются в направлении стрелок 28 наружу в корпус 1. Отсюда их м.ожно легк.о отправлять. В показанном.на фиг. 2 положении питающая труба 20 вдвинута - проходя через отверстия 29 и 30 в крышке 19 и соответственно в-днищевой .части 17 - в. канал 21 вала 9. После сбрасывания частиц твердого вещества под действием центробежной силы фильтрующая центрифуга доводится за счет перемещения вала 9 в обратном направлении опять, до положения, показанного на фиг. 1, причем фильтровальная ткань 16 вдавливается опять в барабан. Таким образом возможна работа с непрерывным вращением барабана 11 центрифуги.

. Как пок.азано на фиг. 1, в питающую трубу 20 вставлен клапан 31, который прекращает подачу суспензии, герметизируя заливную трубу относительно запасного бас суспензией. Через входящий в питаю- трубу 20 трубопровод 32 с запорным клапаном 33 можно ввести в питающую трубу 20 и тем самым в камеру центрифугирония в барабане 11с помощью насоса 34 газ, в особенности сжатый воздух. Обусловленное этим внутреннее давление в бараба- 11 повышает гидравлическое давление, вс зникающее в роле центробежных сил вра- щзющегося барабана, что в целом положите льно сказывается на результате фильтрования. В другом варианте выполне1я фильтрующей центрифуги согласно изо етению можно ввести в барабан через трубопровод 33 перегретый водяной пар,

ходящийся под давлением, чтобы подвер- гн|уть осадок на фильтровальной ткани 16 промывке паром.

Еще в одном варианте выполнения

Ф

льтрующей центрифуги согласно изобретению не надо использовать трубопровода 31. Суспензия вводится под давлением непосредственно в питающую трубу 20 и в

б;

рабан 11, например, с помощью насоса

34. В определенных случаях этим давлением может быть гидростатическое давление, возникающее в питающей трубе 20 за счет ус тановки соединенного с ней запасного ба- кг с суспензией на соответствующей высоте

Еще в одном варианте выполнения фильтрующей центрифуги согласно изобре- тс нию можно создать в барабане вместо

быточного давления разрежение, напри- мёр, за счет выполнения показанного на ф ir, 1 насоса 34 в виде отсасывающего насоса. Создаваемое время от времени разрежение может способствовать, например, сбрасыванию осадка с фильтровальной тка116. Если в барабане 11 должно иметься из точное давление или разрежение, то между неподвижно установленной питающей трубой 20 и вращающейся крышкой 19 ба- рибана 11 необходимо предусмотреть герметизирующее уплотнение. Это будет объясняться ниже более подробно при по- мэщи фиг. 3 и 4.

Питающая труба 20 снабжена на своем переднем свободном конце утолщением 35, имеющим форму цилиндра с круглым none- pi ;чным сечением, заканчивающегося с обесторон конусом. В показанном на фиг. 1 рабочем положении, т.е. в процессе фильтзвания с повышенным или пониженным давлением в камере центрифугирования, к

олщению 35 прилегают упругие уплотня- гсЦие кольца 36, обеспечивающие гермети- з эцию. Уплотняющие кольца 36 в свою

ередь вставлены в соответствующие пазы

гильзы 37, неподвижно установленной на стационарной питающей трубе 20. На внутренней стенке гильзы 37 предусмотрены еще и упругое направляющее кольцо 38 и 5 упругий кольцеобразный скребок 39, причем в показанном на фиг. 3 рабочем положении направляющее кольцо 38 прилегает к утолщению 35, а кольцеобразный сьфебок

39- к цилиндрической наружной стенке пи- 0 тающей трубы 20 с круглым поперечным сечением. Гильза 33 установлена с возможностью вращения посредством схематически показанной вращающейся опоры

40в а, втулке 41, жестко соединенной с 5 крышкой 19 барабана 11. Между (неподвижно установленной) гильзой 37 и (вращающейся) втулкой 41 расположено несколько радиальных колец 43 для уплотнения вала.

При перемещении (вращающейся)

0 крышки 19 в одном направлении (на фиг. 3 влево) относительно (неподвижно установленной) питающей трубы 20 уплотняющие кбльца 36 скользят с утолщения 35 и попадают на неутолщенный участок питающей

5 трубы 20, на котором они, охватывая питающую трубу 20 с зазором (ср. фиг. 5), больше не оказывают уплотняющего действия. Таким образом, утолщение 35 обеспечивает, что упругие уплотняющие кольца 36 поболь0 шей части траектории движения крышки 19 не подвержены трению скольжения, кото- . рое могло бы привести к повреждению или разрушению этих колец, в особенности потому, что наружная стенка питающей трубы

5 20 часто покрыта тонким слоем из частиц твердого вещества.

При перемещении крышки 19 в одном направлении (на фиг. 2 влево) кольцеобразный скребок 39, снабженный свободной ос0 трои; кольцевой кромкой, прилегает к наружной стенке питающей трубы 20 и соскабливает прилипающие к ней частицы твердого вещества, так что эти частицы уже не могут вступить в контакт с последующи5 ми уплотняющими кольцами 36. При перемещении крышки 19 в другом направлении (на фиг. 3 вправо) направляющее кольцо 38 центрифугирует гильзу 37 и тем самым скользящие уплотняющие кольца 36 по от0 ношению к утолщению 35 и исключает этим повреждение и раздавливание уплотняющих колец.

Таким образом, описанной установкой уплотняющих элементов получается уплот5 нение, допускающее как вращение, так и скольжение. В процессе фильтрования оно герметизирует камеру центрифугирования, а после фильтрации оно допускает перемещение крышки 19 относительно питающей трубы 20. .

Установленный без промежуточных опор барабан 11 часто совершает при вращении качательные движения, которые передаются свободному концу (утолщению 35) питающей трубы 20. Для ликвидации этих качательных движений и во избежание повреждения неподвижно установленной питающей трубы 20, последняя гибко закреплена на передней стенке 43 корпуса 1, а именно посредством упругого кольцеобразного элемента 44, охватывающего питающую .трубу 20, Упругий элемент 44 .установлен между передней стенкой 43 и фланцем 45, жестко соединенным с питающей трубой 20, и соединен любым подходящим образом, например склеиванием, с одной стороны с передней стенкой 43, а с другой стороны - с фланцем 45. Таким образом, утолщение 35 на переднем конце питающей трубы 20 может легко следовать за качательными движениями барабана 11,

На фиг. 4 показано отклонение питают щей трубы 20 вниз при таком качательном движении, при котором упругий элемент 44 и упругие уплотняющие кольца 36, а также направляющее кольцо 38 и скребок 39 деформируются соответствующим образом.

Как вытекает из фиг. 5 и б, свободный конец утолщения 35 выполнен в виде шибера 46. Для этого свободная передняя кромка утолщения 35 выполнена в виде острого кольцеобразного лезвия и снабжена, например, четырьмя щелями 47, проходящими в осевом направлении. Если в процессе фильтрования в канале 21 вала 9 накапливаются частицы твердого вещества, которые могут препятствовать вхождению питающей трубы 20 в этот канал, то выполненная в виде лезвия передняя кромка утолщения 35 эти частицы соскабливает, так что они могут ijo- пасть через щели 47 в полость питающей трубы 20. Отсюда их при повторной подаче суспензии можно легко вымывать. Как также вытекает из фиг. 5 и 6, в полости питающей трубы 20 предусмотрен вытяжной вентиляционный канал 48, выполненный, например,в виде трубы,один конец которой немного выступает на свободной передней кромке питающей трубы 20 из последней, а другой конец соединен с трубопроводом 49. Конец вытяжного вентиляционного канала 48 на свободной передней кромке питающей трубы 20 открыт, а противоположный конец этого канала закрыт. Трубопровод 49 снабжен клапаном 50, допускающим его сообщение с атмосферой. Таким образом, полость барабана 11 может сообщаться с атмосферой, в результате чего можно ввести воздух в барабан и удалить воздух из барабана.

Трубопровод 49 можно соединять посредством другого клапана 51 также с источником нагнетания или с источником разрежения, так что канал 48 можно использооать также для подвода и отвода давления, чтобы создать в барабане 11 избыточное давление или разрежение.

Описанное уплотнение 35, 36, 37 и 42, допускающее как вращение, так и скольжение, можно использовать и в случае, если на барабан не нагружает давление (через питающую трубу 20), например, в случае если по другим причинам желательно иметь беззазорное уплотнение между барабаном и питающей грубой в показанном на фиг. 1 рабочем положении. ..Ф 0 рмул а изобретения

1. Фильтрующая центрифуга с вывора- : чиваемым фильтром, содержащая установленный в корпусе без промежуточных опор с возможностью.вращения барабан, имеющий в боковой стенке радиальные отверстия для прохода фильтрата, крышку с отверстием, предназначенную для закрывания барабана и установленную с возможностью вращения вместе с барабаном и перемещения вдоль его оси, и проходящую

через отверстие в крышке питающую трубу, . один конец которой закреплен на корпусе,

а другой в процессе центрифугирования размещен в барабане, о тли чающаяся тем, что, с целью расширения технологических возможностей питающая труба смонтирована с возможностью, подключения к

источнику нагнетания или к источнику разрежения и между ней и крышкой размещено уплотнение, допускающее как вращение, так и осевое перемещение крышки относительно питающей трубы.

2. Центрифуга поп. 1,отличающаяся тем, что питающая труба закреплена в корпусе посредством гибкой опоры, которая в сочетании с уплотнением допускает радиальные смещения питающей трубы.

3. Центрифуга по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю- щ а я с я тем, что уплотнение между питающей трубой и крышкой включает охватыва-, ющие питающую трубу упругие кольца. , .

4.Центрифуга по пп. 1-3, о т ли ч а ю -, щ а я с я тем, что уплотнение между питаю-f.

щей трубой и крышкой включает кольцеоб-ф- разные скребки, охватывающие питающую/ трубу.

5.Центрифуга по пп. 1-4, отличаю- 5 щ а я с я тем, что упругие кольца и/или

кольцеобразные скребки уплотнения между питающей трубой и крышкой установлены в гильзе/смонтированной с возможностью вращения во втулке, жестко соединенной с крышкой.,

6.Центрифуга по п. 5, о т л и ч а ю щ а я- 1 тем, что между гильзой и втулкой уставлены уплотняющие кольца,

7,Центрифуга по п. 2, о т л и ч а ю щ а я- 1 тем. что гибкая опора, допускающая в

сочетании с уплотнением радиальные сме- щрния питающей трубы, включает фланец и ругий элемент, расположенный между

Ф.

анцем и стенкой корпуса.

8. Центрифуга по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю- а я с я тем, что выпускная часть питающей убы выполнена цилиндроконической, (ичем средний участок выполнен цилинд- ческим с диаметром, превышающим диа-

0

5

метр трубы, а концевые участки выполнены коническими.

9.Центрифуга по п. 8, о т л и ч а ю щ а я- , с я тем, что свободный конический участок

выпускной части питающей трубы выполнен в виде шабера.

10.Центрифуга norm. 1 и 2, о т л имеющаяся тем, что в полости питающей трубы расположена вытяжная вентиляционная трубка.

11.Центрифуга по п. 10, о т л и ч в ю щ а я с я тем, что вытяжная вентиляционная трубка смонтирована с возможностью под- ключе,ния к источнику нагнетания или к источнику разрежения.

Использование: изобретение относится к центрифуге с выворачиваемым фильтром, использующейся для разделения суспензий Hi) твердые и жидкие компоненты. Сущность изобретения: фильтрующая центрифуга с выворачиваемым фильтром содержит установленный в корпусе без промежуточных опор с возможностью вращения барабан, имеющий в боковой стенке радиальные отверстия для прохода фильтрата, крышку с отверстием, предназначенную для закрывания барабана и установленную с возможностью вращения вместе с барабаном и перемещения вдоль его оси, и проходящую через отверстие в крышке питающую трубу, один конец которой закреплен на корпусе, а другой в процессе центрифугирования размещен в барабане. В целях расширения технологических возможностей питающая труба смонтирована с возможностью подключения к источнику нагнетания или к источнику разрежения и между ней и крышкой размещено уплотнение, допускающее как вращение, так и осевое перемещение крышки относительно питающей трубы. 10 з.п, ф-лы, 6 ил. ч fe

15

Ц

Фиг.1

гл.

L,

Фиг.I

фе/е.З

/J 16

фи&4