Фильтрующая центрифуга для разделения суспензий

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПА 1 ЕН 1 У Союз Советских Социалнстнческнх Реслублнк(61) Дополнительный к иатенту -434/23-1. (5 22) Заявлено 10.04.74 (21) 1976218/2011.12.7219.06.73ФРГ Кл.е04 В 3/00 3) ПриоРитет 10.12,73 (3Р 2260461.1Р 2331202.9 ГосударственСоввтв Минпо делам ии откр но 1 и комитетстрое СССРобретенийытий 43) Опубли 45) Дата о 3) УД вано 05,06.7 юлле нь Зо 2 66.067,57 (088.8)ЙЯ РАЗДЕЛЕНИЯ осится к оборудованэт 1 о для еоднородных систем с помоил, в частности к фильтрую. в выпускнои камере превыщает расстояние трифуга для кожух, рото тановлепное аз- О име 1 эо иль.я отвода фильрата и мочерпательной трубки, устао радиальноГо перемещедля отвода фильтрата,стройство для удаленияобой ряд отверстий с занаружной стенке выпус я це жет быть нов лен. ключа 1 ощаянку, сито, у кольцевой камеры для пензии, 1 эып 1 устройство дл одвода суильтрата и кную51 ггр не обеспечивае иэ 13 одитепыгости. герметичным юцим его с ух выполнедом, связь м Целью изобрететдтя явл изводительности центрифуги. Поставленная цель пост лагаемои фильтрующей цент суспензии выпускная камера та расположена концентрично торцовой стенкой и связана тельным каналом с кольцево рата, а устройство для удале ложено в выпускной камере от оси ротора до замкнутогоется повышение про Кольцевая камера для фильтрата связа сухоотсасывающим устройством и имеет р клапан для выпуска воздуха. Вьпэускная камера для отвода фильтрата с об 1 гается тем, что в предрифуге для разделения для отвода фильтра. оси ротора за его замкнутым соединий камерой для фильт. ния фильтрата распопри этом расстояние П)1 кена трубои для гательно 1 подвода вспом сматически изо 11 а фиг бражена фильтрусуспензии, проже что на фиг 1 замкнутым коль для разделена фиг, 2 -ющая центридолып дй разрес выпускной мерой, связанно соединительного кана Изобретение от разделения жидких щью центробежных щим центрифугам. Известна фильт деления суспензий, в ющий торцовую сте торе с образованием трата, патрубок для камеру для отвода удаления фильрата Однако извести достаточно высокойоси ротора до сита.Устройство длляет собой центральпускной камере длвыполнено в виденой с возможностывыпускной камереКроме того, урата представляет сми устройствами вкамеры.Прц этом кожснабжен трубопровопрессором. удаления фильтрата представ.1 ое переливное отверстие в вь(.оставитеп, А. Бражникона Техрсд М. Левицкая Корректор И Тупица ы кто р (. а мс дона Тираж 752 1 ИИ 1 И Государственного комитета по ледам изобретений 13035, Москва, Ж, каз 28 одписное иал ППП "Патент", г. Ужгород, уп, Проектная Р / 53 Мб Фиг 18 Сонета Министров (ТГ. и открытийРау 1 дская набд. 4/535 цевым каналом с кольцевой камерой для фильтра.та; на фиг. 3 - 7 - варианты вьпголнения фильтру.юшей центрифуги с символически представленны.ми признаками, продольный разрез; ка фиг. 8вариант выполнения центрифуги с воздухоотсасы.ваюшим устройством; на фиг. 9 - вариант вы.полнения центрифути с запорным устройством ивоздухоотсасываюшим устройством; на фиг. 1 О -вариант выполнения центрифути с воэдухоотсасы.вающим устройством; на фиг, 11 - вариант выполнения центрифуги с воздухоотсасываюшим уст.ройсгвом, служащим также для отвода фильтрата;на фиг. 12 - вариант выполнения центрифуги ссифонным устройством; на фиг. 13 - вариантвыполнения центрифуги с сифонным устройствоми обратным клапаном; на фиги 15 - варианты выполнения центрифуги согласно фиг. 11; нафиг, 16 и 17 - варианты выполнения центрифутисогласно фиг. 9 с устройствами для удаленияфильтрата в виде жидкостных струйных насосов; нафиг. 18 - вариант выполнения центрифуги с поплавком для регулирования удаления жидкостииз кольцевой камеры.Центрифуга (фиг. 1, 2.) включает кожух 1,установленный в нем на валу 2 ротор 3 с торце 25вой стенкой 4, размещенное в роторе сито 5 собразованием между последним и обечайкой ротора кольцевой камеры 6 для фильтрата, патрубок7 для подвода суспензии, выпускную камеру 8для отвода фильтрата, 30Выпускная камера 8 для отвода фильтратарасположена концентрично оси ротора 3 за еготорцовой стенкой 4 и связана через отверстие 9замкнутым соединительным каналом 10 с отверстием 11 кольцевой камеры 6 для фильтрата.Устройство для удаления фильтрата выполне.но в виде черпательной трубки 12, расположенной в выпускной камере 8, при этом расстояниеот оси ротора 3 до замкнутого соединительногоканала 10 в выпускной камере 8 превышает рас. 40стояние от оси ротора 3 до сита 5,На сите 5 может быть уложено фильтровальное полотно 13 для осаждения на нем осадка 14твердого вещества,Устройство для вывода осадка из ротора вклю 45чает приемник 15 с исполнительным механизмом16 и желоб 17 для отвода твердого вещества изротора.Выпускная камера З,для отвода фильтратаснабжена трубой 18 для подвода вспомогательной 50жидкости и поддержания, таким образом, в нейзаданного уровня жидкости.Вспомогательная жидкость может быть подведена также с помощью черпательной трубки 12,Кожух 1 выполнен герметичным и соединен 55трубопроводом 19 с комрессором (на чертеже н(показан) для возможности создания повышенногодавления газа в его внутренней полости, Вал 2снабжен герметичным уплотнешем 20,Центрифуга работает следующим образом. При норюльном давлении внутри кожуха 1 и вращающемся роторе 3 через трубу 18 поступает столько жидкости, что уровень в кольцевой камере б достигает фильтровального полотна 13 или устанавливается несколько выше последнего, благодаря этому весь воздух иэ кольцевой камеры 6 вытесняется, при этом конец черпательной труб. ки 12 отклоняется радиально внутрь ротора, Затем при помощи исполнительного механизма 16 в ротор 3 вводится суспензия, при этом фильтрат вытесняет жидкость из кольцевой камеры 6 или вместе с ней вытекает из нее до тех пор, пока во внутренней полости ротора 3 и в выпускной каме. ре 8 не установится одинаковый уровень.Это движение жидкости поддерживается тем, что при помощи черпательной трубки 12 уровень в выпускной камере 8 к началу подачи суспензии быстро изменяется так, что между выпускными и влускными отверстиями 9 и 11 образуется пере. пад давления, вследствие чего фильтрация ускоря. ется. По сравнению с внутренней полостью ротора 3 теперь в кольцевой камере б снаружи фильтрующего полотна 13 образуется создающее подсос разрежение, зависящее от разницы уровней жид. костей в выпускной камере 8 и в кольцевой камере 6, Это разрежение удерживается в равновесии со столбом жидкости "Ь". Эта разница в дав. ленни зависит от соответствующего центробежного ускорения, от плотности жидкости и от раз. ницы Ъ" уровней жидкости. Каждая порция жидкости, удаляемая из осадка 14 через сито 5 в кольцевую камеру 6, тотчас же вновь компенсируется удалением такого же количества жидкости, осуществляемого черпательной трубкой 12.Для достижения повышенного подсоса имею шейся в фильтрационном осадке 14 жидкости при нормальном давлении в кожухе 1 через трубу 18 в выпускную камеру 8, и, следовательно, в коль. цевую камеру б подводится такое количество жид кости, что сито 5 и фильтровальное полотно 13 пропитываются этим слоем жидкости. При радиально отклоненном внутрь ротора конце черпательной трубки 12 суспензия поступает в ротор до полного покрытия фильтровального полотна 13 сита 5.Далее внутренняя полость центрифуги в на. чале фильтрации подвергается воздействию высокого давления газа, подаваемого ло трубопрово. ду 19 в кожух 1, Одновременно жидкость удаляется черпательной трубкой 12, при этом внутрен. няя полость ротора и выпускная камера 8 находится под действием высокого давления газа, Это давление обеспечивает движение жидкости через впускные и выпускные отверстия 9 и 11 в кольцевую камеру б, которая, по-прежнему, находится под нормальным давлением, Однако при доста. точно высокой скорости вращения центрифуги сохраняется столб жидкости "и", который создает п 1 ютиводавление, удерживающее перепад давления в кольцевой камере 6 и внутри кожуха 1.В предлагаемой центрифуге можно реализо.вать фильтрацию с разным давлением; а также и в атмосфере инертнога газа.По заданным значениям перепада давления, размерам и рабочим характеристикам сепаратора, свойствам жидкаати и допускаемому давлению в кожухе 1 определяются необходимые геаметричес. кие размеры выпускной камеры 8, в частности, ее внутренний диаметр.В изображенной на фиг. 3 центрифуге устройство для удаления фильтрата представляет собой центральное цереливное отверстие 21 в стенке выпускной камеры 8 для отвода фильтрата. Расстояние от кромки перелнвного отверстия 21 до оси ротора 3 превышает расстояние ат аси ротора до сита 5, но меньше, чем расстояние от оси ротора 3 до впускных отверстий 11.В варианте выполнения центрифуги ца фцг.4 заданный уровень жидкости в выпускной камере 8 может быть установлен с помощью трубки 22, 20 при этом кромка перелненого отверстия 21 в стенке выпускной камеры 8 расположена на та.ком же, примерно, расстоянии от оси ротора 3, как и сито 5.25В варианте выполнения центрифуги ца фиг,5 устройство для удаления фильтрата представляет собой ряд выполненных в стенке выпускной камеры 8 отверстий 23 с запарцыми устройствами в виде тяг 24, при этом отверстия могут быть расположены ца З 0 различных расстояниях ат оси ротора 3 и перекрыты запорным устройством выборочно в процессе вращения центрифуги.Труба 18, установленная в выпускной камере 8 служит для ввода жидкости в цее и вьпесце ния воздуха из кольцевой камеры 6 в начале фильтрации.В варианте выполнения центрифуги на фнг. 6 в выпускной камере 8. имеется запорное устройст. во 25 для предотвращения предварительнага слц. 40 ва жидкости до момента вытеснения воздуха из кольцевой камеры 6.В изображенной ца фиг, 7 центрифуге запорное устройство 26 соединено с выпускным отвер,стием 9 и служит для регулирования выхода жид. 45 кости в направлении стрелки 27.Отсасывающее воздействие ца осадок в этом случае также достигается за счет изменения столба жидкости, находящегося под действием центро.- бежной силы. 50В центрифуге ца фиг, 8 вылускцая камера примыкает к выпускным отверстиям 9, а черпа. тельная трубка 32 устацовлеца с возможностью ра. диального перемещения, благодаря чему разностью уровней 28 и 29 жидкости в кольцевой камере 6 и выпускной камере 8 поддерживается определенный столб жидкости, служащий для образования разрежения в кольцевой. камере 6, ври этом обес. печцвается достаточное отсасьщающее воздействие ца осадок 4 ца сите 5.60 Для воэможности осуществления оптимального отсасывающега воздействия, которому может препятствовать давление паров жидкости, в тореро вай стенке 4. ротора выполнено отверстие 30 (фП.8,9), соединенное с воздухаотсасывающим устройством 31, при этом отверстие для отсоса воздуха может быть соединено с последним через укрепленный на торцовой стенке ротора 3 трубопровод 32 (фиг. 10)В центрифуге на фиг. 11 наружная стенка 33 выпускной камеры .8 соединена с кожухом 1 (на фиг. 11 не показан) и между ними установлены кольцевые чашечиые уплапыция 34.Выпускное отверстие 9 вьполнено в абечай. :ке 35 ротора и соединено с питающим насосом 36:Фильтрат может быть удален с помощью пат рубка 37, В указанной центрифуге возможно регулирование отсоса жидкости из осадка при центри. фугиравации и по окончании основной фильрации.В варианте Ьыполцения центрифуги на фиг,12 в наале фильтрации кольцевая камера 6 и выпуск ная камера 8 заполняются жидкостью до начала слива жидкости через кромку центрального пере. лнвцаго отверстия 21. Прн этом вследствие одинакового расстояния до оси ротора сита 5 и верхней кромки перегородки 38 воздух из кольцевой каме. ры 6 вытесняется в направлении к центру ротора и проходит через осадок. При образовании соответствующего столба жидкости в выпускной камере 8 происходит отсос жидкости из полости 39, при этом отсасывающее действие передается на кольцевую камеру 6 и вызывает дополнительный эффект подсоса в осадке.Офонное устройство 40 на выходе иэ вы. пускцой камеры 8 служит для устранения проникания в цее воздуха нз окружающей атмосферы.В кольцевой камере 6 для фцльтрата может быть устацовлец обратный .клапан 41 (фиг. 13) цля выпуска воздуха.Центрифуга ца фцг. 14, в основном, по кон. струкццц аналогична цегприфуге ца фиГ. 11, цо з цей ца наружной поверхности ротора 3 между радиальцыми перегородками установлены поводкавые лоцапи 42.В этом случае в начале процесса сепарации выпускное отверстие 43 закрыто посредством за. парного клапана 44. При вращеции ротора и коль. цевой камеры под дсйствием вьпеснецця воздуха через сито 5 может образовываться жидкостное кольцо, высота которого зависит от расположения сливного отверстия 45. Прц открывацци выпускного отверстия 43 жидкостное кольцо сокращается настолько, что ца сите 5 образуется столб жид. кости, величина котарагб да выпускного отверстия 43 определяется центробежной силой и гидростати. ческцм п,адсосам.В варианте выполценйн ца фцг, 15 центрифуга работает па тому же прцщипу, что и на фиг. 14Для обеспечения меньшего жидкостного тре.ния кольцевые перегородки 46 расположены наменьшем расстоянии одна от другой. Наряду сналичием вьпускных отверстий 43 с залорнымиклапанами 44 имеются сливные отверстия 47,5Варианты вьпголнения воздухоотсасьвающегоустройства в соответствии с фиг, 16 и 17 включают жидкостно. струйные насосы 48, При этом вы.текающая из кольцевой камеры 49 жидкость течет под давлением в сужаннцуюся трубку 50 и изсопла 51 в виде струи переходит в полость 52,нанижнем конце которой она (фиг. 16) входит ввыпускное отверстие 53 кольцевой камеры 49 идалее в выпускную камеру 54. При этом вся жид.кость, текущая через выпускное отверстие 53, про. 15ходит через насос 48. Вследствие уменьшения проходного сечения сопла 51 образуется струя, в которой жидкость имеет повышенную скорость и,следовательно, пониженное давление. Благодаряэтому из полости 52 засасьвается и увлекается рОокружающий воздух. Поскольку полость 52 черезотверстие 55 отсоса и канал 56 соединена с кольцевой камерой 49, то находящийся в ней воздухтакже отсасьвается,Жидкость в трубке 50 в случае использова- д 5ния варианта на фиг, 16 является вспомогательной и подается через подводящую трубу 57, а вслучае варианта на фиг. 17 она является вытекаюшим из кольцевой камеры 49 фильтратом. Посленачала процесса центрифугирования подача вспомо- ЗОгательной жидкости (фиг. 16) может регулировать.ся, По окончании процесса приводится в действиеводноструйный насос 48 (фиг.16), при этом уровень жидкости, в выпускной камере 54 понижается. Благодаря этому достигается то, что кольцевая З 5камера 49 большей частью заполненная воздухом,оказьвается под действием разрежения, за счет которого осадок, расположенный на сите 58, высушив ается.В центрифуге на фиг. 17 фильтрацнонная жид. 40кость поступает в кольцевую камеру 49 через патрубки 59, которые выступают за поверхность стен.ки 60 ротора и их нижние кромки расположеныниже впускного отверстия 55 канала 61, В связи,с этим в кольцевой камере остается воздушная 45подушка, с помощью которой можно управлять,процессом центрифугирования путем гидродинамического отсоса.В центрифуге на фиг, 18 кольцевая камерасоединейа с внутренней полостью ротора через патрубки 59, а с атмосферой - через дроссельное устройство 62 с коническим элементом 63, располо.жепным в выпускном отверстии 53 и соединеннымчерез штангу 64 с поплавком 65. Находящийся,примерно, на уровне нижнего конца патрубков 59 55поплавок 65 подпрухснен таким образом, что установленная на опору 66 пружина 67 стремится от.крыть дроссельное устройство. На радиально поотношению к нему рааюложенной части кольцевой камеры 49 размещен отражательныи клапанбО 68, который пропускает стремяцуюся выйти изкольцевой камеры жидкость, но препятствует про.никновепию ее в камеру 49.В центрифуге на фиг, 18 на вращающийсяротор подается суспензия, при этом усилие пру.жины 67 преодолевается центробежными силамидроссельного устройства 62, которое закрываетсяи не позволяет жидкости выходить иэ него. Воз.дух, вытесняемый из кольцевой камеры, можетстравливаться через обратный клапан 68. Уровеньжидкости поднимается радиально, достигает кромок патрубков и затем подхватывает поплавок,адроссельное устройство 62 открывается. Если изкольцевой камеры 49 вытекает болыпе жидкости,чем втекает, дроссельное устройство 62 вновь сра.зу же запирается. Таким образом, поддерживаетсяравновесное состояние, при этом с одной стороныподдерживается закрытый в радиальном направлении столб жидкости между ситом 58 с осадкоми выпускным отверстием 53 и, с другой стороны,благодаря наличию обратного клапана 68, поддерживается воздушная подушка. Возможность под-держания воздушной подушки в камере снижаетзатраты, которые необходимы для полного удале.ния воздуха,В состоянии покоя центрифуги дроссельноеустройство 62 открьвается, и жидкость можетвытекать из кольцевой камеры 49.Следует также отметить, что в предлагаемойцентрифуге воздух может быть заменен любымдругим газом.Формула изобретения1. Фильтруюшая центрифуга для разделения суспензий, включаницая кожух, ротор, имеющий торцо вую стенку, сито, установленное в роторе с образованием кольцевой камеры для фильтрата, патрубок для подвода суспенэии, выпускную камеру для от. вода фильтрата и устройство для удаления фильт. рата,о тли ча ющаяся тем,что,сцелью повышения производительности центрифуги, выпускная камера для отвода фильтрата расположена концентрично оси ротора за торцовой стенкой последнего и связана замкнутым соединительным ка. налом с кольцевой камерой для фильтрата, а уст. ройство для удаления фильтрата расположено в выпускной камере, при этом расстояние от оси ротора до замкнутого соединительного канала в выпускной камере превышает расстояние от оси ротора до сита.2, Центрифуга по п. 1, о т л и ч а ю ш а яс я тем, что устройство для удаления фильтрата представляет собой центральное переливное отверстие в выпускной камере для отвода фильтрата.3, Центрифуга по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что устройство для удаления фильрэга выполнено в виде черпательной трубки, усганов.пенно с возможностью радиального перемещенияв выпускной камере для отвода фильтрата.4. Центрифуга по п. 1, о т л и ч а ю щ а я.с я тем, что устройство для удаления фильтратапредставляет собой ряд выполненных в наружнойстенке выпускной камеры для отвода фильтратаотверстий с запорными устройствами.5, Центрифуга по п. 1, о т л и ч а ю щ а я.с я тем, что кожух выполнен герметичным и снаб.жен трубопроводом, связывающим его с компрес.сором.6, Центрифуга по п, 1, о т л и ч а ю щ а я.с я тем, что кольцевая камера для фильтрата связана с воздухоотсасывающим устройством. 7. Цснтрифугапоп. 1, о тли ча ющ а яс я тем, что в кольцевой камере для фильрата установлен обратный клапан для выпуска возду.8. Центрифуга по и. 1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что выпускная камера для отвода фильтрата снабжена трубой для подвода вспомогательной жидкости.Приоритет по пунктам: 11,12.72 по пл.1 - 519.06.73 по пл.6 - 8Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Патент ФРГ М 904999, кл. 82 В 3/02, 1956.