Центрифуга для разделения смесижидкостей

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 300779 (21 2802869/28-13с присоединением заявки йо(Я)м. кл.з В 04 В 1/00 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытийчное высшее инженерное моадмирала Г,И. Невельского 4) ЦЕНТРИФУГ И ЖИДКОСТЕ Я РАЗ ЛЕНИ йствод быт судах.Известны центрифуги для разделения смеси жидкостей с разной плотностью, в которых отделение частицдисперсной фазы осуществляется в цент- Оробежном поле вращающегося ротора 1Однако необходимым условием длядостижения высокой степени очисткисмеси в известных устройствах является плавное течение кольцевого потока жидкости относительно стенокротора.Наиболее близкой к предлагаемойпо технической сущности являетсяцентрифуга, включающая цилиндрический ротор с отверстиями для вывода 2легкой и тяжелой фаз и установленнойперед ними кольцевой перегородкой, ипитающую трубу 2).Цель изобретения - повышение эффективности разделения путем обеспечения плавного .течения жидкости вроторе и снижения уноса легкой фазыс тяжелой,Поставленная цель достигается тем,что в центрифуге, включающей цилинд от азы, зображена продольныйА-А на центриуг плане; на ами,предлаг разрез; фиг, 1; без ра .фиг. 4 на фиг2 - разре 5 на фиг. 3 - ротор диальных пластин, в- то же, с пластин Центрифуга включает ротор тановленный на опорах и прив О во вращение с помощью клинор либо зубчатой передачи. Внут ра установлена кольцевая пер 2 с отверстиями для перетека лой фазы. К стенке ротора по не прикреплены не доходящие цевой перегородки радиальные ны 3, разделяющие полость ро секции. Высота пластин прев стояние от внутренней поверх О тора до отверстия 4 для слив1, усдимыйменнойи ротогородкаия тяже ее длидо коль- пластитора на ышает расности роа г 1 ой Изобретение относится к устро ам для очистки нефтесодержащих ромышленных предприятий и может спользовано на морских и речных рический ротор с отверстиями для в вода легкой и тяжелой фаэ и устано ленной перед ними кольцевой перего родкой, и питающую трубу, к стенке ротора по ее длине прикреплены не доходящие до кольцевой перегородки радиальные пластины, разделяющие и лость ротора на секции, при этом и сота пластин превышает расстояние от внутренней поверхности ротора дверстия вывода легкой фНа фиг. 1 схематично иаемая центрифуга,фазы. Для подачи смеси жидкостей в ротор служит питающая труба 5, для отвода тяжелой фазы предназначено отверстие б.Положение поверхности 7 раздела Фаз, поверхности 8 тяжелой фазы и поверхности 9 раздела легкая Фаэа - воздух определяется расстоянием ототверстий 4 и б до оси вращения ротора и соотношением плотностей компонентов смеси.ОЦентриФуга работает следующим образом.После набора ротором номинальной частоты вращения но питающей трубе. 5 подается смесь жидкостей, Под воздействием центробежного поля жидкость 15 прижимается к стенке ротора 1. При перемещении смеси от питающей труы 5 к сливным отверстиям происходит ее разделение з режиме проточного отстоя. Следует отметить, что измене ние соотношения содержания компонентов смеси вызывает перераспределение расходов через отверстия. Известно, что существует зависимость между режимом течения нефтеводяной смеси впроточном отстойнике и качеством очистки. Так., например, снижение при проточном отстое числа Рейнольдса от значения 7500 до 2500 увеличивает.в 2,7 раза степень очистки, которая достигает 95.Рассмотрим течение кольцевого потока нефтеводяной смеси в роторе без радиальных пластин (фиг. 3), Число Рейнольдса определяется по формуле 30 35 Я, 55/ п53 г где ( - расход жидкости, м /с.Подстановка полученных соотношений в формулу (1) позволяет получить число Рейнольдса для ротора с глад 60 кими стенкамик = - (2)Се,- руэгде О - внутренний диаметр ротора.- ) 1)Ч Югде ч - скорость потока относительно.стенок ротора, м/с,4 - ки.;ематическая вязкость смеси, м 2/с;В - гидравлический радиус, м.Гидравлический радиус определяется по Формуле 455К = - 1Хгде 5 - площадь кольцевого сеченияпотока, м",ЯОсмоченный периметр гладкостен-гного ротора, м.Скорость жидкости относительно ротора, выраженная через ее расход,равна Анализ Формулы (2) показывает, что при постоянной производительнос-. ти сепаратора понижение числа Рейнольдса возможно только за счет увеличения смоченного периметра, Однако увеличивать диаметр ротора нецелесообразно, так как значительно растут габариты и масса центрифуги. В то же время установка радиальных пластин во внутреннем пространстве ротора (фиг. 4) позволяет резко увеличить смоченный периметр, который равенХз =ТО - и Р + (О - д)2 п (3)где и - число пластин,У - толщина пластин, м;д - диаметр поверхности разделажидкость-воздух, м.Число Рейнольдса в роторе с радиальными пластинами равнойЯ 24 77 О + 2 п(О - д) -Р п,(4)Для центробежной машины, имеющей О = 0,5 м и д = 0,25 м, установка восьми пластин толщиной 2;,мм позволяет уменьшить число Рейнольдса в 3,54 разаВЕь 1 4 ЬГО+21(О) - д п 3 РЕ У О а3, 14 О, 5+2, 8 (О, 5-0, 25)-28103,14 0,53,54Для достижения аналогичного режима течения жидкости в роторе с гладкими стенками увеличивают его диаметр в 3,5 раза.Расчет показывает, что для существенного повышения очистной способности нефтеводяной центрифуги с кольцевым течением жидкости в роторе минимальное количество пластин должно быть равным б. При меньшем их числе режим течения смеси и, следовательно, качество сепарации изменяется незначительно.Предлагаемая центрифуга повышает качество очистки воды при практически неизменных энергоэатратах на ее прокачку через ротор. При многоступенчатой схеме очистки это позволяет снизить затраты на обработку воды в последующих ступенях или отка- . заться от одной из них..Годовой экономический эффект для установки производительностью 3,5 м/ч включающей в себя предлагаемую цент-рифугу, составляет 2300 .руб.Формула изобретенияцентрифуга для разделения смеси жидкостей, включающая цилиндрический ротор с отверстиями для вывода легкой и тяжелой фаз и установленной пе822905 45 Подписно лиал ППП "Патентф, г.ужгород,ул ктная,ред ними кольцев й перегородкой, и питающую трубу, о т л и ч а ю щ а я - с я тем, что, с целью повышения эф, фективностй разделения путем обеспечения плавного течения .жидкости в роторе и снижения уноса легкой фазы с тяжелой, к стенке ротора по ее длине прикреплены не доходящие до кольце- , вой перегородки радиальные пластины, разделяющие полость ротора на секции, при этом высота пластин превышает ВНИИПИ Заказ 1938/7 расстояние от внутренней поверхностиротора до отверстия вывода легкойФазы. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент фРГ Р 2603610,кл. Й 04 В 3/00, опублик, 1974,2. Патент франции Р 2120573,кл. В 04 В 11/00, опублик. 1973 (прототип).