Центробежный сепаратор для разделения суспензий и эмульсий Советский патент 1932 года по МПК B04B1/12 

В известных центробежных сепараторах для непрерывного разделения суспензий и эмульсий с выпуском твердого осадка через щель, расположенную в наиболее удаленной от оси части вращающегося барабана, твердые составные части суспензии выделяются с больщим содержанием жидкости. Таковы, например, известные сепараторы для очистки сточных вод.

Предлагаемое изобретение представляет центробежный сепаратор для разделения суспензий и эмульсий и имеет целью непрерывное и автоматическое выделение осадка в виде массы плотной консистенции с малым содержанием влаги. Сепаратор предназначен для применения в тех случаях, когда требуется совершенное освобождение осадка от влаги, например, при очистке свекловичных соков на сахарных заводах, осаждении каолина и т. п. С целью образоёанйя и удержания пробки из тяжелых составных частей, которая плотно закрывала бы кольцевую щель и препятствовала бы прорыву сепарируемой жидкости через щель, в предлагаемом сепараторе против щели или отверстий, устроенных, как обычно, в наиболее удаленной от оси части барабана и предназначенных

для выпуска тяжелых составных частей, расположено кольцевое отделение (сосуд), жестко соединенное с барабаном. Автором предложен ряд вариантов сепаратора, отличающихся друг от друга расположением и устройством выпускной щели и кольцевого отделения. Варианты эти предусматривают условия обработки суспензий и эмульсий различного состава и плотности. Щ

На чертеже фиг. 1-6 изображают различные формы выполнения предлагаемого сепаратора, при чем левая и правая части каждой фигуры относятся к двум вариантам одного и того же типа сепаратора.

Сепаратор (фиг. 1 и 2) представляет собою вращающийся барабан А с выгнутой наружу боковой стенкой, в наиболее удаленной от оси части которой расположена кольцевая щель 4 или ряд отверстий 4, служащих для выпуска более тяжелых составных частей суспензии в то время, как более легкие удаляются через выпускную кольцевую щель 6 или ряд отверстий вместо нее или через край стенки барабана А.

В отличие от известных сепараторов, в которых щель открывается непосредственнЪ наружу или в неподвижный

приемник, в предлагаемом сепараторе против щели 4 или ряда отверстий 4 расположено кольцевое отделение (сосуд) В, жестко соединенное с барабаном Аи вращающееся одновременно с ним (фиг. 1 и 2). Кольцевое отделение В (фиг. 1) может быть жестко соединено с барабаном А либо сквозными болтами, либо радиальными ребрами, как изображено на правой половине фиг. 1; в последнем случае кольцевое отделение В разделено радиальными перегоредками на кольцевой ряд отдельных карманов или изогнутых каналов. Указанные перегородки могут быть выпблнены либо нацело с барабаном А, либо вварены или приклепаны к нему. Точно так же кольцевое отделение В может быть заменено несколькими отдельными карманами, жестко соединенными Своими стенками с барабаном А и расположенными по кольцу против отверстий 4.

По мере вытеснения осадка из барабана А через щель 4 или отверстия 4 и по заполнении имотделения В, избыток осадка удаляется из него через кольцевое отверстие 5 - либо под действием центробеийюй силы, либо специальным скребком, струей воды и т. п. Даже по прекращении подачи свежей жидкости пробка из пластичного осадка, заполняющая отделение В или его карманы и закупоривающая щель (или отверстия) 4, будет удерживаться на месте центробежной силой, препятствуя прорыву сепарируемой жидкости через щель (или отверстия) 4. Для создания в сепараторе циркуляции, увеличивающей его производительность, и для обеспечения лучщего разделения суспензии, внутри барабана А могут быть сделаны всякого рода радиальные лопасти, направляющие диски и кольца, нормальные к оси, конуса и пр., применяемые в существующих сепараторах.

Барабан сепаратора может быть укреплен как на вертикальном, так и на горизонтал ном валу или подвещеи по типу центрофуг Вестона. Несколько таких сепараторов могут быть расположены на одной оси вплотную, иначе говоря, сепаратор может быть выполнен с несколькими параллельными щелями 4 или параллельными рядами отверстий Д, снабженными, каждый, Кольцевым отделением В, что увеличит производительность аппарата.

В случае, когда отделяемая масса мало пластична и обладает значительным внутренним трением, прохождение ее через отделение В может быть облегчено увеличением уклона стенок последнего. Наружная стенка отделения В может быть расположена по цилиндру, ось КОТОР9ГО совпадает с осью вращения сепаратора (фиг. 3). Открывая же выход для тяжелых частей смеси В;Обе стороны (фиг. 4), получают цилиндрическое кольцо, расположенное против щели 4. В этом случае отделенная от суспензии мало пластичная масса, прижатая центробежной силой к стенке dfделения В, расположится под углом естественного откоса в условиях дей..ствия центробежной силы и закроет ще-ль 4, преграждая выход через нее сепарируемой суспензии.

Необходимо отметить, что при изменении отнощения удельных весов осадка и сепарируемой жидкости поверхность раздела между жидкостью и выделившимся осадком будет изменяться, в результате чего может быть нарущено действие сепаратора. Так, при относи тельном увеличении удельного веса осадка, поверхность раздела К (фиг, 5) приблизится к оси вращения и пробка (осадок) преграл;ит путь для прохождения сепарируемой жидкости; наоборот, при относительном уменьщении удельного веса осадка поверхность раздела /Сможет удалиться от оси настолько, что откроет выход сепарируемой жидкости через щель 4 в отделение В. Кроме того поверхность раздела между сепарируемой жидкостью и выделивщимся осадком не резко ограничена, а представляет постепенный переход от суспензии к плотному осадку. При циркуляции жидкости в сепараторе эта поверхность раздела может вновь размываться.

Одна из форм выполнения сепаратора (фиг. 5) предусматривает этот случай и допускает колебания поверхности раздела К без влияния на циркуляцию и в то же время удаляет эту прверхность от путей протекания сепарируемой жидкости. Этот вариант сепаратора пред-, ставляет собою узкий кольцевой канал 7, в который открывается щель 4 и ко;тррый, в свою очередь, открывается в кольцевое отделение, как изображено на левой части фиг. 5.

Размер внутреннего пространства канала 7 в радиальном направлении pai:считывается так, чтобы при максимуме отношения удельного веса осадка к удельному весу сепарируемой жидкости поверхность раздела между ними не доходила до щели 4 Хточка 6), а при минимуме того же отношения не переходила за край канала (точка а).

Шдт 3 изогнут таким образом, что отделение В представляет собою кольцевой канал, параллельный каналу 7, но направленный в противоположную сторону. Если кольцевая щель 4 заменена рядом отверстий 4 (правая половина фиг. 5), или разделена перегородками на ряд отверстий, то кольцевой канал 7 может быть заменен рядом . отдельных каналов 7, изолированным друг от друга либо по всей своей длине, либо только в некоторой части.

Вариант сепаратора, изображенный на фнг. 6, касается случаев разделения суспензий и эмульсий, включающих примеси, мало отличающиеся по удельному весу от жидкой среды.. В этих случаях требуются большие окружные скорости, что вызывает значительный расход энергии, а также не желательные высокие Напряжения в сепараторе.

Данный вариант сепаратора (фиг. 6), с одной стороны, автоматически и непрерывно удаляет твердые составные части, а с другой, при незначительных окружных скоростях, вполне освобождает сепарируемую жидкость от взвешенных частиц. С этой целью свободный выход жидкой составной части сепарируемой суспензии заменен фйльтра, цией ее через отверстия 8 сетчатбй части стенки барабана Л, расположённой над отверстиями 4, открывающимися в отделение В, служащее для удерживания пробки из выделившегося осадка Стенки барабана А могут быть выполнены сетчатыми целиком или только в некоторой своей части, либо, как эхо применяется в известных сепараторах,

кшабжёны фильтрующими отверстиями, т.-е. весьма тонкими щелями или отверстиями, заполненными или закрытыми фильтрующим материалом. Сетчатые чажТ т,- . ; стенок располагаются так, чтобы накопившийся на них осадок перемещался под действием центробежной силы в щель 4; для этого они помещаются либо под углом к оси, обеспечивающим сползание осадка в щель 4 (также нормально к оси), либо наклонно, именно так, что центробежная сила отрывает от них (т.-е. от сетчатых частей) осадок.

Таким образом часть взвещеннь1х частиц будет удаляться под действием центробежной силы непосредственно через щель 4 или отверстия 4, другая же часть по накоплении и уплотнении на сетчатой фильтрующей поверхности стенки барабана А будет оторвана от нее центробежной силой и переместится опять-таки в щель 4.

Если сепаратор предназначен для суспензий, дающих слабо фильтрующий осадок, то сетчатые фильтрующие части могут быть расположены также в стенках отделения В, а также в стенках барабан А, но должны отстоять от оси дальще, чем поверхность раздела между слоем осадка и сепарируемой суспензией. В этом случае сепарируемая суспензия целиком или частично будет фильтроваться через слой отложившегося осадка.

Предмет изобретенця.

1.Центробежный сепаратор для разделения суспензий и эмульсий со щелью в наиболее .удаленной от оси части барабана с выпуклыми стенками, отличающийся тем, что, с целью удержания пробки из более тяжелых составных частей сепарируемой жидкости, барабан А против упомянутой щели 4 или ряда отверстий 4 снабжен жестко соединенным с ним щитом 3, образующим вместе со стенками барабана отделение В с кольцевым отверстием 5 для вывода более тяжелых составных частей.

2.Форма выполнения центробежного сепаратора по п. 1, отличающаяся тем, что; вместо круговой щели 4 или ряда отверстий 4, барабан А снабжен в наиболее удаленной от оси части кольцевым каналом 7 или рядом радиальных каналов.

3.Форма выполнения центробежного сепаратора по п. 1, отличающаяся тем, что стенки барабана А над отверстиями 4 выполнены частично или полностью сетчатыми.