Устройство для разделения суспензий

(ц) В 01 П 45/06 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНЯТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Ярославский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР й 367885, кл. В 03 В 5/32, 1972. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕ НЗИЙ(57) Изобретение относится к устройствам для разделения суспензии, содержащих твердые частицы из упруго- сжимаемого материала, используемым в горно-добывающей, химической, пищевой и других отраслях промышленности,Изобретение относится к технике разделения суспенэий на жидкую и твердую Фазы, может быть использовано в химической, пищевой, горно-добывающей отраслях промышленности.Цель изобретения - уменьшение энергетических затрат на процесс разделения.На чертеже представлена схема устройства.Устройство для разделения суспенэий содержит входной патрубок 1, присоединенный соосно к рабочей камере 2 с перфорированными стенками и имеющую Форму диффузора, сборник 3 жидкости со сливным патрубком 4, выходной патрубок 5 для.вывода твердой фаэы,2и позволяет достигнуть уменьшения энергетических затрат на процесс раз-. деления. Устройства содержит рабочую камеру в форме диффуэора с перфорированными стенками, входной и выходной патрубки и сборник жидкости, причемугол конусности диффуэора не более 30 , а нижняя образующая диффузора расположена под положительным углом к горизонту. Суспензия через входной патрубок поступает в рабочую камеру, из которой жидкость под действием давления выходит через перфорированные стенки в сборник, а твердая фаза образует "поршень", состоящий иэ частицдвижущихся под действием давления в камере к выходному патрубку.1 ил. соединенный соосно с выходом иэ раба"чей камеры 2.Устройство работает следующим образом,Суспензия (пульпа) через входнойпатрубок 1 поступает в рабочую камеру 2, через перфорированные стенкикоторой жидкая Фаза выходит в сборник3 и удаляется через сливной патрубок4, Твердая Фаза остается в камере 2,накапливается в ней вплоть до эаполнения всего поперечного сечения камеры.Создается "поршень", состоящий иэтверцых частиц. По мере поступленияпульпы "поршень нарастает на счетвыделяемых из нее твердых частиц изакрывает часть перфорации. Сечениедля выхода жидкости уменьшается, растет сопротивление выходу, давлениепульпы в рабочей камере увеличивается,При увеличении давления увеличиваетсяусилие, действующее на "поршень",что приводит к движению последнеговдоль оси рабочей камеры. При смещении "поршня" площадь для выхода жид"кости увеличивается, давление падает,вновь нарастает "поршень" и т.д. Таким образом происходит .колебателвныйпроцесс. Практически движение "поршня" не прерывается. Твердые частицы,образующие поршень", на выходе израбочей камеры попадают в выходнойпатрубок 5, через который выводятсяпод действием сил тяжести, Таким.образом идет непрерывный процесс нарастания "поршня" с одной стороны и его 0разрушение с другой. По мере движения"поршня" происходит дополнительноеотделение жидкости с поверхноститвердых частиц под действием силтяжести. Эта жидкость стекает на стен ку камеры и через перфорацию. такжеудаляется в сборник 3, Естественно,что доля жидкости, отделяемой в этом"вторичном процессе", невелика посравнению с удаляемой под действиемюдавления во входной зоне камеры (до"порш ").Данное устройство позволяет разделить суспензии, содержащие твердыечастицы как жесткие (с высоким модулем упругости), так и упруго сжимаемые (с малым модулем упругости). Приэтом, если первые могут быть разделены и в устройстве с цилиндрическойкамерой, то в данном устройсгве онибудут разделяться с меньшими затрата 10ми энергии уже при малом угле конусности диффузора (3 ). Для суспенэии сосжимаемыми частицами цилиндрическаякамера вообще не,пригодна - происхо дит заклинивание поршня , состоящего11 и 45из твердых частиц. Установка рабочейкамеры так, что нижняя образующая ко- .нуса располагается под положительнымуглом к горизонту, позволяет дополнительно осушать твердую фазу, без излишнего удлинения камеры, что такжеприводит к экономии энергии.форма диффузора обеспечивает воэможность расширения сжимаемых частицпри осевом перемещении и предотвраще ние таким образом заклинивания (остановки) "поршня", что обеспечивается уменьшением усилия со стороны твердой фазы на фильтрующую поверхность (стенку рабочей камеры).1Существенным параметром, влияющим на надежность работы, является угол конусности диффузора. Величина угла в значительной мере определяется модулем упругости материала твердых частиц. Для жестких частиц (например, песка) достаточно небольшого углаав 3 , чтобы значительно уменьшить (при сохранении длины рабочей камеры) силу трения "поршня", а значит- необходимое давление в камере для его движения, что приведет к уменьшению энергетических затрат на процесс разделения (уменьшится мощность, насоса), Для сжимаемых частиц указанный угол недостаточен для предотвращения заклинивания "поршня", .т.е. он должен быть увеличен, Однако существует верхний .предел угла конусности. Он объясняется следующим, При малых углах раскрытия диффузора аксиальные силы, вызывающие перемещение "поршня" твердого материала вдоль оси, значительно больше, чем силы трения твердых частиц о фильтрукнцую поверхность. В этом случае происходит самоочищение фильтра, т,е. новые частицы материала, пришедшие с суспензией (пульпой) вытесняют с фильтрующей поверхности частицы, осевшие на ней ранее, Наоборот, при некотором достаточно большом угле раскрытия диффузора скорость "поршня" при движении по диффузору уменьшается настолько, что частицы, прилегающие к стенкам, останавливаются, т.е. силы трения частиц твердого материала о фильтрующую поверхность будут больше, чем аксиальные силы по их перемещению к выходу из устройства, Таким образом, у стенок диффузора происходит слеживание твердого материала, приводящее к зарастанию фильтрующей поверхности и к резкому увеличению сопротивления фильтрации. В результате этого жидкость не будет успевать отделяться и устройство будет неработоспособно, ,одтверждением существования верхнего предела угла конусности диффузора в устройстве для разделения суспензнй являются эксперименты по разделению суспензии крошки каучука. При угле раскрытия диффуэора, равном 30 , на поверхности диффузора нарастала "шуба" из крошки каучука и разделение пульпы не происходило.формула из обре те ния Составитель Л.ЮлдашеваА.Долинич Техред И.Ходанич Корректор Л.Пата Реда Тираж 5 Подписи аказ 35 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ул. Г на, 10 516061При использовании диффузора в качестве рабочей камеры разделителя суспенэий существенное значение приобретает угол наклона нижней образующей диффуэора к горизонту. 5При отрицательном угле наклона образующей к горизонту появляется возможность высыпания твердой фазы из него под действием сил давления и тяжести, приводящая к разрушению "поршня" и нарушению работы устройства.Наоборот, положительный угол, вопервых, предотвратит разрушение поршня, во-вторых, будет способствовать дополнительному отделению жидкости (в "поршне") и, в-третьих, создает, условия для уменьшения длины рабочей камеры, что способствует уменьшению р 0 энергетических затрат. 56 6Таким образом, нижняя образующаядиффуэора должна быть расположена подположительным углом к горизонту вплотьдо положения, соответствующего верти"кальному положению оси камеры. Устрбйство для разделения суспензий, включающее рабочую камеру с перфорированными стенками, входной и выходной патрубки и сборник жидкости, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения энергетических 1 затрат на процесс разделения, рабочая камера выполнена в форме диффузорао с углом конусности не более 30 , причем нижняя о"разующая диффузора расположена под положительным углом к горизонту.