Центробежный сепаратор для разделения суспензий

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК ПА 1 ЕН 1 У Союз Советскии Социалистических Республик(23) Приоритет судврственный иамитетавета Миниатрав СССРпа делам иэабретенийн аткрытнй,11,77.Бюллетень45) Дата опубликования описания 20.10,7 2) Авторы изобретения Иностра Пек и Са Аарон К ильям Гова и(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИ СУСПЕНЗИ Йпя исходной раз Изобретение касае веществ от жидкости бежным сепараторам зий. отделения твердых носится к центрораздепения су:пенИзвестны аналогичные сепараторы, содержащие установленный на вапу ротор, выпопнеиный в виде конического барабана с верхним большим основанием, крышкой и днищем, устройство дпя подвода суспензии, камеру дпя вывода осадка, которая образована крышкой 10 и горизонтальной пластиной, установпенной на вапу в барабане, устройства дпя отвода жидкости и выгрузки осадка,атакжепривод 111Однако эти сепараторы недостаточно эффективны в работе. ИС целью повышения эффективности разделения в предлагаемом центробежном сепараторе ротор имеет чашеобразную форму, горизонтальная ппастина устаноьпена с образованием кольцевого зазора, а во внутренней попости ротора под горизонтальной пластиной на валу установлен диск, причем между диском и внутоенней поверхностью ротора имеется зазор, а между торцовой поверхностью диска и торцовой поверхностью горизонтапь ной ппастины - канап д деляемой суспензия.При этом устройство дпя выгрузки осадка состоит из поворотных платформ, на кото. рых размещены ковши, снабженные купачковым устройством дпя их подъема над ротс ром при выгрузке осадка и поспедующего опускания. В камере дпя вывода осадка установлена каретка, планетарно связанная с поворотными ппатформами, Устрдйство дпя отвода жидкости представляет собой сопле, вставленные в отверстия днища ротора,Кроме того, вокруг крышки ротора установпен ципиндрический сборник осадка, снабженный приводом. В сборнике радиально установпены ножи дпя удаления осадка с его поверхности. Через внутреннюю полость ротора проходит вап, а устройство дпя подвода суспензии состоит из вертикального канала и радиальных расточек, выполненных в валу; купачковое устройство связано с поворотной кареткой, На периферии поворотной каретки установлены плуги, расположенные в зазоре между горизонтальной ппастиной и внутренней поверхностью ротора,.94 Подписноекомитета Совета Минисобретений и открытий-35, Раущская набц, 4/5 51 Тираж И Государственногпо делам и 13035, Москва, Ж тров ССС Филиал ППГ "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Составитель М, АндрееваРедактор Л, Волкова Техред Н. Андрейчук Корректор. М. ДемчикНв фиг, 1 схематично изображен описываемый центробежный сепаратор, вид сбоку;на фиг, 2 - разрез А-А фиг, 1; нв фиг, 3 -сепаратор, вид сверху;, нв фиг. 4 - сечениеБ-Б фиг. 3; на фиг. 5 - разрез В-В фиг. 3; 5на фиг, 6 - разрез Г-Г фиг. 4; на фиг. 7 -сечение дфиг, 1; на фиг, 8 и 9 - сечение Е-Е фиг. 5; на фиг, 10 - элемент, несущий ковши, в аксонометрии; на фиг, 11 -привод и планетарная зубчатая передача в 0аксонометрии; иа фиг, 12 - ковшовая платформа, вид сверху; на фиг. 13 - то же,ковш поднят; на фиг, 14 - то же, ковш опущен; на фиг. 15 - разрезЖ-Ж фиг. 12; нвфиг, 16 - разрез З-З фиг. 13; на фиг, 17- Йразрез И-И фиг. 14,Центробежный сепаратор для разделениясуспензий содержит ротор, устройство дляподвода суспензии, камеру для вывода осадка, устройства для отвода жидкости и выгруэки осадка и привод.Ротор 1 сепаратора выполнен чвшеобразным, Пбд ним установлено устройство дляотвода жидкости, выполненное в виде кольцевого поддона 2, Жидкость попадает в поддон из ротора 1 через выпускные сопла 3,Ротор установлен нв валу 4 и имеет днище8 и крышку 6, Устройство для подводв сусфпензияв ротор содержит патрубок 7, Междусрьижой 6 и горизонтальной пластиной 8, З 0установленной на валу в роторе, образованакамера для вывода осадка.Под пластиной 8 внутри ротора установлен диск 9 с образованием зазора между егокраями и внутренней поверхностью ротора,причем между торцовой поверхностью дискаи торцовой поверхностью пластины 8 имеется канай для исходной разделяемой суспензии.Устройство для выгрузки осадка содержит 40поворотные ковши 10, установленные на осях,поворачиввкицихся вокруг вала 4. Ковши опираются на каретку 11, вращающуюся вокругввла,и крепятся на поворотных платформах12, которые вращаются на каретке 11 и 4также поворачиваются относительно центрального вале 4, Таким образом каретки 11 икаждая поворотная платформа 12 находятсяв планетарном зацеплении.50Скорость вращения каретки 11 несколько фбольше, чем валв 4 и ротора., Например, если ввл и ротор вращаются со скоростью3000 об/мин, то каретка 11 совершает3002 об/мин, В этом. случае каждый рядковшей 10 вращается вокруг каретки 11 соскоростью 2 об/мин, в каждая поворотнаяплатформа 12 вращается на каретке 11 снебольшой скоростью.Юля подъема и опускания ковшей имеетсякулвчковое устройство с поверхностями 13(для подъема) и 14 (для опускания), которое перемещается вместе с кареткой 11,Нв каретке установлены плуги 15 для разрыхления шлвмового уплотнения, расположенные в зазоре между пластиной 8 и внутренней поверхностью ротора,Вокругротора размещен вращающийся цилиндрический сборник 16 осадка, Во внутренней полости сборника радиально установленыножи 17 для удаления осадка с его поверхности.Рама центробежного сепаратора содержитоснование 18, состоящее из переднего и заднего швеллеров 19 и 20 и продольных швеллеров 21 и 22. Рва вертикальных переднихуголка 23 служат в качестве опоры для передней части выпускаюпего жидкость поддона 2. Швеллеры 24 установлены впередишвеллеров 21 и 22, а поддерживающая поддон пластина 25 расположена между швеллерами 24 и уголками 23 и поддерживает заднюю часть поддона 2,Швеллеры 24 размещены нвд ротором 1,их верхние концы поддерживают конструкцию26, состоящую из пластины 27, пластины28 и двух боковых пластин 29 и 30, Дополнительные уголки 31 и 32 отходят от швеллеров 21 и 22 и поддерживают регулируемоекрепление 33 электродвигателя, Горизонтальная рама 34 расположена между швеллерами24 и поддерживает другое крепление 35 электродвигателя.Поддон 2 имеет кольцевую нижнюю стенку36, наружную стенку 37 и внутреннюю стенку 38 и снабжен корытом 39 для удерживанияжидкости, Наружная стенка 37 выполнена сободком 40, Нижнее сопло 41 направляетжидкость из выпускного отверстия 42,Ротор имеет закругленное днище 5, кото-.рое переходит в узкую верхнюю крайнюючасть 43, имеющую выступающий наружу флвнец 44 с ободком 45 Лнище имеет централь.ное отверстйе 46, через которое проходитвал 4, И край отверстия входит кольцевойвыступающий фланец 47 вала 4, прикрепляемый болтами "48.В отверстии 49 для выпуска жидкостивставлены сопла 50, опущенные ниже уровнякрая поддона 2 твк, что выпускаемая жидкость беспорядочно не разбрасывается поддействием центробежной силы, Жидкость изсопл 50 выбрасывается наружу к цилиндрической стенке 37 поддона, собирается в неми выпускается через нижнее сопло 41. диск 9 имеет центральное отверстие 51, через которое проходит центральный вал 4. диск 9 и пластина 8 поддерживаются рвспорными узлвмн 52, включающими верхнюю и нижнюю рвспорные втулки 53 и 54, Глвс 5798 д 8тина 8 опирается на копьцевой заплечик 55центрального вала 4,Крышка 6 расположена на некотором расстоянии от пластины 8 и прикреплена болтами к ободку 45 фланца 44, Оня имеетбольшое центральное отверстие 56 и служитдля ограничения твердых частиц, которые подаются вверх по окружности пластины 8 припомощи шламовых плугов 15. Первая зубчатая шестерня 57 планетарной передачи прикреплена болтами к пластине 8 и приводитв движение поворотные платформы 12. Вал4 выполнен с канапом 58, соединенным смуфтой 59 при помощи которой суспензияподается к каналу 58 под давлением. Верх 5ний конец качала 58 соединяется с сериейрадиальных расточек 60 (см. фиг. 5), направляющих суспензию в центр ротора 1,Каретка 11 включает верхнюю кулачковую плиту 61 (см. фиг, 4, 5 и 6), нижнюю 20пластину 62 для плугов и среднюю раздели.тельную пластину 6 3. Эти пластины скреппены вместе,Каждая ковшовяя поворотная платформа12 (см, фиг, 4, 5 и 10) закреплена на одном из зубчатых колес 64 планетарной передачи. Причем каждая поворотная ппатформа и соединенное с ней зубчатое копесо пла.нетарной передачи ряспопожены между верхней кулачковой пдитой 61 и нижней ппастиной 62 и находятся в горизонтальной ппоскости разделительной пластины 6 3, КаждаяПОВОротняя платформа и ее зуочятоо копесо64 ппанетарной передачи могут Врацгатьсясамостоятепьно Вокруг центрального В:и:-. :;:,Л 5Противопопожьые концы каждого вап: 6закреппень в отверстиях 66 и 67 Верхнеькулачковой плиты 61 и ппастины 62(см. фиг,4 ). Кроме самостоятепьного вращения,каждая поворотная платформа может поворачи ваться относительно центрального вада 4,Когда кулачковая плита 61 медленно перемещается вокруг основной шестерни 57 планетарной передачи ("сопнце) примерно на2 об/мин, то два =-убчатых колеса 64 медпенно поворачиваются вокруг шестерни 57(солнце"), заставляя тем самым поворотные платформы поворачиваться относительновалов 65 так, что отдельные ковши 10 будут поворачиваться относительно этих валов, 50Из-за многоступенчатого планетарного соединения между валом 4 и валами 65 и ковшами 10 различные ковши будут перемещаться в пространстве по гипоцикпоиде, но по отношению к периферии ротора 1 они будут де пать повторяющиеся тангенциальные проходы .через шламовое копьцо, которое собираетсяв периферийной зоне ротора, Каждый проходбудет постепенно удаляться по окружностиот предыдущего прохода. 60 Кольцевая, закрывающая ротор крышка 6 обр азу ет шля мовое перекры тие, поперек к оторого поднятые уппотненные кусочки шп са выбрасывыотся наружу из поднятых ковшей, Образующая перекрытие крышка 6 вместе с круглой горизонтальной ограждающей стенкой 68, расположенной непосредственно няд ней, ограничивает канал 69 (см. фиг, 5) дпя отвода наружу уплотненных кусков шлама.Каждая из двух поворотных платформ представляет собой толстую кольцевую ппастину 70, имеющую восемь периферийных прямоугольных вырезов 71 (по одному вырезу для каждого ковша), Каждый ковш 10 включает деталь корпуса 72 и прямоугольную хвосто - вую часть 73, которая свободно посажена внутри каждого выреза 71 и крепится:зм при помощи поперечного поворотного пальца. Корпус 72 имеет форму я 1 цика, образован наружной боковой стенкой 74, внутренней стенкой 75, заднеи стенкой 76 и нйжней стенкой 77, Передняя и верхняя стороны каждого ковша открыты. Поворотные платформы 12 вращаются по часовой стреле (см, фиг, 10), а направпяюшие кром л аружной 74 и нижней 77 стенок и .От фор. му кромок ножа,ПОВОРОТНЫЕ Пця гфСо;.:. ЕрЕМЕщаЮтСяс бопьсй скорост.,о по окл;кности относитепьно центраоного Вадя 4, и поэтому Ониьсе .".реми подвергаются воздействию большой центробежной сипы, Центробежная, сила,которая создается в результате вращения поВоротных платформ вокруг своей оси, незначительна, В сВязи с этим каждяя тВердаячастица, находящаяся в ковше 10, стремится выброситься радиально наружу из ротора.Каждый ковш, продвигаясь тангенциально через твердое вещество, поднимаемое ппугями15 заполняется твердым шламом.При работе сепаратора каждый ковш, поворачиваясь, занимает такое положение.прикотором его открытая направпяющая сторона оказывается обращенной наружу от ротора, При этом ковш зацепляется с одной изповерхностей 1 3 купачкового устройства 78и поднимается,Кулачковое устройство (см. фиг, 5, 8 и9) прикреплено горизонтальными болтами ккронштейну 79, который прикреплен к констру.кции 80 в виде револьверной головки.Поспедовятельность операций подъема иопускания ковша схематично показана на фиг,12-17. На фиг. 12 и 15 один из ковшей 10изображен в положении, при котором он взаимодействует с неподвижной поверхностьюкулачка при отклоненип ковша вверх относительно поворотного штифта 81, 5;9858На фиг. 13 и 16 изображен ковш в положиии, при котором он достигает своей наиьчц.щей точки на поверхности 13. Пои таком положении центробежная сила, действующая на ковш, заставцяет его отбрасываться в направцении наружу, и ковш отходит отповерхности 13 и движется вправо (пунктирная линия). Так как открытая сторона ковша в это время обращена радиально наружу,то упцотненный кусок шцама из ковша вы- )Обрасывается наружу и проходит над крышкой6 (см, фиг, 5) к медценно врашшощемусясборнику 16. Затем ковш возвращается всвое нижнее положение для зачерпывания шцума (см. фиг, 12 и 15), Из-за постоянно дей ствующей на ковш центробежной силы он будет отходить от куцачковой поверхности 13и взаимодействовать с куцачковой поверхностью 14 на вупачковой пците 61, Рпя этогоразгрузочное отверстие 82 выполнено отно- юсительно большим и имеет Э -образную фор,му, Внутренний край разгрузочного отверстияскошентак, что каждый ковш 10 стацкивается с куцачковой поверхностью 14 и егохвостовая часть 73 скользит по этой по.эверхности, Хотя задняя стенка 77 ковша бу-дет находиться напротив купачковой поверхности 13, центробежная сила будет удерживать ковш на некотором расстоянии от нее,Так как в сепараторе шестнадцать ков- Ошей, то кольцо из шлама (см, фиг. 5) повторно обрабатывается ковшами в шестнадцати местах по периферии каретки 11, В результате ковши 10 переносят относительнобоцьшое коцичество шлама в сборник 16, 35Привод сепаратора осуществляется от двигатеця 83 с валом 84, От двигателя усилиепередается на вац 4 через приводной механизм 85, объединенный с ременно-шкивовымузцом 86, в состав которого входят бесконечный приводной ремень 87, разъемный,смещаемый пружиной приводной шкив 88 иприводной шкив 89 с плоской поверхностью,Первый шкив крепится на приводном валусшэигатеця, а другой шкив - на натяжном вацу 90, Натяжной вац закрепцен в верхнем инижнем подшипниках 91 и 92 и опираетсяна соответствующие поперечины 93 и 94,распоцоженные между швеллерами 24, Нанатяжном вату 90 расположен многоканавоч ный приводной шкив 95 и горизонтальныебесконечные ремни 96, проходящие вокругшкива 95 и также вокруг приводного шкива97 на центра,:ьном приводээом вацу 4, Приврэщении ручки ОЯ в одном ици другом наи-эраээцсээии продоцьное поцожение двигатеця83 меняется, Это прэиодит к изменению соотээоцэени межпу выходным ээацом 84 двигаэеця 83 и цептрацьпым вацом 4 с цепьюээ;эмьчэеэшя скорости,Коээш(н. эя каретка 11 может врацэагьсясо скоростью, нескоцько превышающей скорость вращения ротора 1 и центрального вдца 4, Таким образом, необходимое различиескорости на 2 об/мин между кареткой 11 иротором может быть получено при помощиоцока шестерен,Центрацьны й приводной в ад 4 установценв подшипниках 99 и 100 и снабжен у верхнего конца частью 101, выступаюшей надротором и несущей звездочку 102 (см. фиг,1 и 2), которая при помощи ряда бесконечных цепей 103 приводит в движение подобную звездочку 104 на другом натяжном валу 105, установленном в подшипниках 106и 107, На нижней части натяжного вала105 расположена шестерня 108, котораясцеплена с шестерней 109, установценнойна натяжном валу 110 (см, фиг. 11), установленном в подшипниках 111 и 112, Шестерня 113 на верхнем конце натяжного вада 110 сцеппена с приводной шестерней 114каретки, прикрепценнойбоцтами 115,(см. фиг.4)к верхнему к онцу приводи ой втулки116, Эта втулка скопьзяше посажена на среднюю часть центрального вала 4 и имеет внутренний вкладыш 117. Приводная втулка 116снабжена выступающим наружу болтовым фпанцем 118, прикрепленным к кулачковой плите 61,Диаметры двух звездочек, 102 и 104 равны, а диаметры и число зубьев на шестернях108 и 114 также подобраны соответствующим образом. ээве шестерни 109 и 113 образуют зубчатую передачу, которая вызывает вращение приводной шестерни 114 со скоростью на 2 об/мин бопьшей, чем скоростьшестерни 108, Таким образом достигаетсяразличие в скорости, причел 1 рот р вращается со скоростью 3000 об/мин, а ковшоваякаретка 11-3002 об/мин.Собирающий шцам сборник 16 и ограждающая шлам стенка 68 сосэавцяют перевернутый поддонообразный собирающий шцам иразгружающий узел 119, расположенный сверху ротора, Центральный вац 4 выходит наверх через отверстие 120 в стенке ОЯ,Узел 119 выполнен с возможностью ращения с Относитецьно медценной скоростью вокруг этого вала, На выходном валу 121 эцктродвигатеця установлен шкив 122, Бесконечные ремни 123 проходят вокруг это ошкива и сборника 16 так, ,что при вкцючении эцектродвигатеця узец 119 будет вращаться со скоростью, например 2-4 об/мин,Неподвижные ножи 17 действуют вместе смедленно вращающейся сгеээкой цци г.борником . 6,При работе сепарат, рц суспензия под давцением поступ эет по вводному пагрубку 7 в579858 10 9канал 58 центрального вала, а. затем наружу через радиальные расточки 60 попадаетв центр ротора 1. В результате высокой ско-,рости вращения ротора твердые частицы суспенэии отбрасываются радиально наружу че 5рез заполненный суспенэией канал 69 иподают к периферийному краю ротора. Кактолько достаточное количество твердого вещества собирается вокруг пластины 8, появляется кольцевое шламовое уплотнение 124,которое удерживает жидкую часть суспензииПосле этого жидкая часть суспензии под действием силы тяжести заполняет нижнюю частьротора под диском 9 до тех пор, пока онане сможет пройти через выпускные сопла 3.,Оля того чтобы зона, в которой образуется шламовое уплотнение, не начала забиваться твердыми частицами, триднеподвижныхплуга 15 воздействуют на шлам, собирающийся в этой зоне, Освобожденный таким образом шлем стремится переместиться вверхпо зазору между периферией пластины 8 ивнутренней поверхностью ротора, откуда онпериодически удаляется ковшами 10, Затемкаждый наполненный ковш перемешаетсявнутрь ротора, где он сталкивается с воздействующей кулачковой поверхностью 13 и начинает подниматься и изменять направление движения. Затем под действием центробежной силы уплотненный кусок шлама выбрасывается наружу и попадает в цилиндрический сборник 16. Так как этот сборниквращается с относительно низкой скоростью,то неподвижные соскребывакнцие ножи 17 освобождают шламкоторый падает под дейст=5вием силы тяжести и выгружает:я пз сепаратора,формула изобретения 4 О 1, Центробежный сепаратор для разделения суспенэий, включающий установленный на валу ротор с крышкой и днищем, устройство для подвода суспензии, камеру для вывода 1 осадка, образованную крышкой и горизонтальной пластиной, установленной на валу в роторе, устройства для отвода жидкости и выгрузки осадка и привод, о т л и ч в ю ш и йс я тем, что,.с целью повышения эффективности разделения, ротор выполнен чащеобрвэным, горизонтальная пластина установленас образованием кольцевого зазора, а во внутренней полости ротора под горизонтальнойпластиной на валу установлен диск с зазоромотносительно внутренней поверхности ротораи с образованием между торцовой поверхностью диска и торцовой поверхностью горизонтальной пластины канала для исходной разделяемой суспенэии, при этом устройство дляФвыгрузки осадка состоит из поворотных платформ, на которых размещен ряд ковшей,взаимодействующих с кулачковым устройствомдля подъема ковшей над ротором при выгрузке осадка и их последующего опускания, причем в камере для вывода осадка расположена каретка, планетарно связанная с поворотными платформами, а устройство для отводажидкости представляет собой сопла, вставленные в отверстия днища ротора,2, Сепаратор по п, 1, о т л и ч а ю -ш и й с я тем, что вокруг крышки ротораустановлен цилиндрчческий сборник осадка,снабженный приводом, при этом во внутренней полости сборника радиально установленынеподвижные ножи для удвлекн осадка с егоповерхности.3, Сепврвтс-. по и., о и и ч в ю -щ и й с я том, ч - вал и".охдит через внутреннюю псле т ооора, а устрйсто дпя подвода суспензии состоит из вертикального канада и радиальных расточек, выполненных ввалу.4, Сепаратор по и, 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что кулачковое устройствосвязано с поворотной кареткой,5. Сепврвторпоп, 1, отлич ающи йся тем, чтона периферинповоротнойкаретки установлен ряд ппугов, расположенных в зазоре между горизонтальной пластиной и внутренней поверхностью ротора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1, Авторское свидетельство СССР М 304982, кл, В 04 В 1/08, 1971.