Центрифуга для разделения суспензий Советский патент 1981 года по МПК B04B3/00 

(54) ЦЕНТРИФУГА ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИЙ

Изобретение относится к разделению неоднородных систем под действием центробежных сил, а именно к центрифугам с инерционной выгрузкой осадка, и может быть использовано в пищевой, химической, угольной и другим отраслям промышленности; Известны центрифуги, ротор которых содержит лопасти, укрепленные На шпильках между дисками 1,2. Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является центрифуга для разделения суспензий, содержащая корпус, ротор, включающий два параллельно укрепленных на валу диска, связанных между собой щпильками, и лопасти, содержащие разделительные перегородки и сменные наоадки, расположенные с образованием между ними каналов для прохода суспензии 3. Одиако такое выполнение разделительных перегородок лопастей не позволяет добиваться высокого качества разделения суспензий на жидкую и твердую фракции, так как влага, удерживаемая на поверхности частиц твердой фракции молекулярными си-. лами, при этих условиях не может отделяться. Цель изобретения - улучшение качества, разделения. Поставленная цель достигается тем. что; в центрифуге, содержащей корпус, ротор;включающий два параллельно укрепленных на валу диска, связанных между собой шпильками, и лопасти, содержащие разделительные перегородки и сменные накладки, каждая разделительная перегородка имеет участок для адгезионного разделения, причем отношение длины этого участка К длине лопасти составляет 1/4-3/4. На фиг. I схематично изображена центрифуга, продольный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - часть участка для адгезионного разделения; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 2. Центрифуга содержит корпус I с крышкой 2, внутри которого размещен ротор, состоящий из параллельно укрепленных на приводном валу 3 дисков 4 и 5, соединенных шпильками 6, обечайки 7 с окнами 8 для вывода твердой фракций и установленных на шпильках между дисками лопастей. Каждая лопасть представляет собой корытообразный корпус 9, внутри которого плот-г но к бортам уложена разделительная перегородка с поперечными щелями.Она состоит из нескольких продольных Т-образных прутков-10, к которым прмварены поперечные прутки II (шпальты). На фильтрующем (входном) участке лопасти шпальты 11 приварены острыми углами к продольным пруткам 10 так, что образуют сверху плоское сито с одинаковыми щелями. Этот фильтрующий участок лопасти может быть выполнен и ситовым плоским. На выходном адгезионном участке щиальты И приварены к продольным пруткам 10 плоскими боковыми стенками и образуют выпуклые к оси вращения плавно изогнутые лопатки. При этом для повыщения эффективности разделения предварительно обезвоженной суспензии расстояние t между соседними шпальтами непрерывно увеличивается к периферии ротора (tn...t2 t), а сами щпальты имеют непрерывно увеличивающийся к периферии ротора угол o(,(et-....,). Это обеспечивает непрерывное увеличение длины пути t свободного .полета частиц между шпальтами (1„ а также постоянство или увеличение угла У атаки (соударения), т. е. увеличение энергии и эффекта разделения при каждом соударении частиц об ударную стенку каждого встречного шпальта П. Задняя стенка эгого и всех остальных щпальтов 11 выполняется пологой с углом скольжения / менее 90°, чтобы обеспечить плавное безотрывное течение пленки жидкости по щпальтам 11 и сброс ее в щели между соседними шпальтами к задней стенке корпуса лопасти. Фильтрующий и адгезионный участки разделительных перегородок по всей ширине сверху прижать упругоцентробежными накладками 12, каждая из которых изогнута и жестко закреплена к выступающему концу задней стенки предшествующей лопасти. Для повышения эффективности разделения за счёт увеличения скорости движения частиц по шпальтам П накладки 12 выполнены короче разделительных перегородок и не закрывают последние (по ходу движения осадка) шпальты П. Применение изогнутых упругоцентробежных накладок 12 взамен плоских центробежных накладок (в известной центрифуге) позволяет снизить массу накладок и соответствующие непроизводительные затраты энергии, облегчить ротор. Для отвода жидкой фракции на периферийных концах лопастей приварены трубки 13, проходящие через диск 5 наружу. Часть тела трубок 13 вырезана так, что в нее вставляют концы разделительных перегородок и обеспечивают при этом свободный выход осадка с разделительных перегородок и обеспечивают при этом свободный выход осадка с (азделительных перегородок в окна 8 обечайки 7. На задних стенках корпусов 9 лопастей приварены трубки 14, с помощью которых лопасти свободно одеваются на ц1пильки 6 крепятся внутри ротора между дисками и 5. Внутри ротора к ступице диска 5 рикреплен питатель, представляющий соой закрытый цилиндр 15 с узкими щелями 6. Подача исходной суспензии внутрь пиателя осуществляется по трубе 17. Для ывода из ротора твердой фракции в корусе 1 имеется окно 18. Для сбора и отода жидкой фракции к диску 5 прикреплео кольцо 19 с внутренним кольцевым паом, в который входят напорные трубки 20. орпус 1 крепится к переходной крышке 1 электродвигателя 22, на вал 23 которого помощью обычного шпоночного соединения стопорного болта насажен диск 5 и укрепен питатель. Центрифуга работает следующим образом. По трубе 17 во аращающийся питатель непрерывно подают исходную суспензию 10. Под действием центробежных сил через щели 16 она попадает в свободное пространство между накладками 12 и разделительными перегородками и, заполняя его, одновременно фильтруется через щели между шпальтами II. На этих фильтрующих участках происходит нормализация суспензии, т. е. отделение свободной жидкости от осадка. Это приводит к сгущению суспензии (показано сгущающимися точками) и накоплению слоя осадка, который при достаточной массе центробежным давлением слоя вращающейся влопасти суспензии приподнимает накладки 12, прижатые к разделительным перегородкам действием сил упругости и центробежных сил. Крайние к периферии частицы осадка под действием -центробежных сил (показано пунктиром и стрелками на фиг. 2 и 3). падают на ударные стенки первых встречных щпальтов. При ударе о твердую поверхность шпальта каждая частица стряхивает с себя часть жидкости, удерживаемой молекулярными силами. Освободившаяся жидкость, попавшая на поверхность шпальтов, тонким слоем просачивается между частицами осадка, удерживаемого накладкой, и, достигнув плавного перегиба, скользит без отрыва по пологим задним стенкам щпальтов 11 до накопления и срыва в щели между щпальтами к задней стенке корпуса лопастей. При накоплении на первом щпальте П достаточного количества осадка (показано сгущающимися точками на фиг. 2 и 3) последний за счет центробежного напора поднимает накладку 12 и частицы осадка центробежными силами сбрасываются на последующие щпальты И. Так же, как и на первом щпальте II, при ударе о поверхность второго шпальта 11 частицы стряхивают часть оставшейся жидкости, которая аналогично первому шпальту -попадает на заднюю стенку корпуса лопасти. Так процесс перехода осадка со щпальта на шпальт продолжается

до конца накладки 12. По последним по ходу движения осадка шпальтам 11 частицы осадка, не сдерживаемые накладкой 12, движутся с увеличивающейся скоростью и вылетают в окна 8 обечайки 7.

Длина пути € перелета со шпальта на шпальт каждый раз увеличивается (,, vn м)- Это в сочетании с непрерывным увеличением радиуса каждого последующего шпальта и поворотом частиц в полете приводит к увеличению силы соударения и изменению места соударения частиц о шпальты и более полному отделению жидкости, удерживаемой молекулярными силами

Жидкость, отделивщаяся на фильтрующем адгезионном участке, по задним стенкам корытообразны корпусов 9 лопастей течет в трубки 13, откуда в кольцеобразный паз кольца 19, и с помощью напорных трубок 20 выводится из центрифуги под напором..

Накладки 12 в процессе фуговки за счет центробежных сил и сил упругости материала прижимаются к разделительным перегородкам и замедляют (регулируют) скорость непрерывного прохода суспензии по лопастям,, увеличивая время фуговки суспрнзий и повыи1ая за счет этого эффективность разделения.,

Применение лопастей, состоящих из фильтрующих и адгезионных участков в сочетании с упругоиентробежными накладками 12, выполняющими роль упругоцентро-, бежных регуляторов времени фуговки, позволяет использовать центрифугу в периодическом и в непрерывном режимах работы. Это достигается периодической или непрерывной подачей суспензии в ротор. Изменяя подачу суспензии в ротор, можно направлять на разделение суспензии с любым соотнощением жидкой и твердой фракций и получать необходимое качество разделения (в пределах-разрешающей способности каждой конкретной центрифуги).

Формула изобретения

Центрифуга для разделения суспензий, содержащая корпус, ротор, включающий два параллельно укрепленных на валу диска, связанных между собой шпильками, и лопасти, содержащие разделительные перегородки и стенные накладки, расположенные с образованием между ними каналов для прохода суспензии, отличающаясялем, что, с целью улучшения качества разделения, каждая разделительная перегородка имеет участок для адгезионного разделения, причем отношение длины этого участка к, длине лопасти составляет 1/4-3/4. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

по заявке № 2581426/28-13, кл. В 04 В 3/00, 1978 (прототип).

ML

IS

(Риг. г

10s

12

11

11

(Риг,3

Б-б

kT //