Центробежный сепаратор

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретение относится к оборудованию для разделения смеси двухжидкостей в поле центробежных сил.Цепь изобретения заключается в уменьшении нагревания жидкости, находящейся в. выпускной камере для тяжелойфракции при закрытом отводящем патрубке последней, и улучшении такимобразом ее качества. Центробежныйсеп,ратор содержит установленный навалу 1 барабан, состоящий из основания 2 и связанной с ним при помощистопорного кольца 3 крышки 4. Внутри1572402 барабана размещен кольцевой . поршень 5, служащий для открывания изакрывания выгрузочных отверстий 6для осадка, выполненных в основании. Межцу кольцевым поршнем 5 и.крышкой 4 барабана расположена сепа"рационная камера 7, а между указанным поршнем и основанием - камера8 для рабочей жидкости. Барабан 10снабжен патрубком 9 для подвода исходной суспензии, выпускными камерами 10 и 11 для легкой и тяжелойФракций жидкости, образованными радиально расположенными перегородками 12 и 13 и имеющими впускные от Изобретение относится к оборудованию для разделения смеси двух жидкостей в поле центробежных сил.25 Цель изобретения - уменьшение нагревания жидкости, находящейся в выпускной камере для тяжелой Фракциипри закрытом отводящем патрубке последней, и улучшения таким образомее качества.На Фиг.1 схематично изображенпредложенный центробежкый сепаратор,продольный, разрез, на Фиг.2 - верхняя часть барабана,Центробежный сепаратор содержитустановленный на валу 1 барабан, состоящий из основания 2 и связанной сним при помощи стопорного кольца 3крышки 4. Внутри барабана размещенкольцевой поршень 5, служащий дляоткрывания и закрывания выгрузочныхотверстий 6 для осадка, выполненных в основании. Между кольцевымпоршнем 5 и крышкой барабана расположена сепарационная камера 7, амежду указанным поршнем и основанием -камера 8 для рабочей жидкости.Барабан снабжен патрубком 9 дляподвода исходной суспензии, выпускными камерами 10 и 11 для легкой итяжелой Фракции жидкости, образовакными радиально расположенными перегородками 12 и 13 и имеющими впускныеотверстия по центру, размещенными в55этих камерах выпускными. устройствами14 и 15 с отводящими патрубками 16и 17 и клапаном 18 для закрывания иоткрывания отводящего патрубка 17 верстия по центру, размещенными вЭтих камерах выпускными устройствами 14 и 15 с отводящими патрубками16 и 17 и клапаном 18 длй закрыванияи открывания отводящего патрубка 17тяжелой фракции жидкости. Выпускноеустройство 15 имеет средство для рециркуляции жидкости в зону барабанаперед выпускной камерой 11, выполненное в виде калиброванного отверстия 19, Радиальная перегородка13, образующая стенку этой камеры,имеет перепускное калиброванное отверстие 20, образующее вход в камеру, 2 ил,тяжелой фракции жидкости, Выпускное устройство 15 имеет средство для ее рециркуляции в зону барабана перед выпускной камерой 11, выполненное в виде калиброванного отверстия 19. Радиалькая перегородка 13, образующая стенку этой камеры, имеет перепускноекалиброванное отверстие 20, образующее вход в ка.меру. Размеры сеченийкалиброванных отверстий 19 и 20 выбраны из условия пропускания одного итого же количества жиДкости в единицувремени при заданном уровне ее в выпусккой камере 11 для тяжелой Фрак-.ции, когда клапан 18 закрывает отводящий патрубок последней. Барабан снабжен также патрубком 21 для подачирабочей жидкости в полость 22 которая при помощи канала 23 сообщена с камерой 8, Основание 2 барабана в последней имеет дроссельный какал24 для слива рабочей жидкости. Внутри сепарационной камеры 7 установлен на тарелкодержателе 25 пакет кокических тарелок 26. Нижнее основание тарелкодержателя образует с конусом 27 канал 28 для прохода исходной жидкости в камеру 7.Над пакетом тарелок 26 установлена коническая пластина 29, имеющая толщину большую, чем у тарелки, и обра-, зующая с крышкой 4 барабана канал 30 для отвода тяжелой Фракции жидкости.Коническая пластина 29 примерно науровне наружных краев тарелок 26 имеет сквозное отверстие 31 и кольцевойфланец 32, образующий с перегородкой12 камеру 10. Между перегородкой 131572402 и фланцем 32 расположен канал 33, который сообщается с каналом 30. Патрубок 9 для подвода исходной суспензии расположен коаксиально внутри трубы 34, подключенной к выпускному устройству 14, выполненному в виде напорного диска 35. Труба 34 в свою очередь охвачена коаксиальной трубой 36, подключенной к выпускному устройству 15, также представляющему собой напорный диск 37, имеющий несколько каналов 38, распределенных внутри диска, которые через кольцевой канал 39 сообщаются с отводящим патрубком 17, Напорный диск 35 имеет каналы 40, которые через кольцевой канал 41 сообщаются с отводящим патрубком 16. В нем установлен датчик 42 любого обычного типа. 20Через цепи 43 и 44 к датчику 42: и клапану 18 соответственно подключен блок 45 управления.Центробежный сепаратор работает следующим образом. 25Смесь, например, тяжелого дизельного топлива, воды и твердых частиц, нагретая до 100 С, подается по патФрубку 9 и через канал 28 в сепарационную камеру 7. В это время коль- .30 ценой поршень 5 под действием рабочей жидкости, находящейся в камере 8, поджат к прокладке 46. Небольшое количество рабочей жидкости непрерывно вытекает из камеры 8 через канал 24, но через патрубок 21. непрерывно поступает соответствующее количество новой рабочей воды.В сепарационной камере 7 разделенное топливо перемещается к центру 40 барабана и течет в выпускную камеру 10, откуда оно нагнетается напорным диском 35 через каналы 40 и 41 к отводящему патрубку 16. Направлен.ная радиально внутрь перегородка 12 45 образует сливное выпускное отверстие из сепарационной камеры 7 для разделенного топлива, потому что уровень жидкости в этой камере определяется положением. внутреннего 50 края перегородки 12.Разделенное топливо будет течь к центру барабана даже внутри канала 30, образованного между конической пластиной 29 и крышкой 4 барабана. Из канала 30 топливо входит в канал 33, где поверхность его устанавливается на том же уровне, что и в сепарационной камере 7. 6Определенное количество .топливатечет через калиброванное отверстие20 в перегородку 13 и выпускную ка.меру 11. Оттуда топливо нагнетаетсянапорным диском 37 через каналы 38и 39 в отводящий патрубок 17 и далеек клапану 18. В начальном положенииклапан 18 закрыт и поэтому дальшетопливо не течет через патрубок 17после того, как заполнятся каналы38 и 39. Однако напорный диск 37продолжает нагнетать топливо из выпускной камеры 11, которое вытекаетчерез калиброванное отверстие 19(см. фиг.2), выполненное на некотором расстоянии внутри одного из каналов диска 37. Топливо, вытекающееиз отверстия 19, собирается в канале 33, где оно не может влиять науровень жидкости и откуда оно можетснова протекать в выпускную камеру11 через отверстие 20.Размеры отверстий 19 и 20 выбраны такими, что через них в единицувремени будет протекать одно и тоже количество топлива, тем самымуровень жидкости в выпускной камере11 может поддерживаться в радиальномнаружу направлении настолько, насколько это необходимо для достижения удовлетворительного слива отделенной воды, как будет описанониже,Если бы не было калиброванногоотверстия 19 и/или калиброванногоотверстия 20, уровень жидкости в выпускной камере 11 на рассматриваемой стадии работы был бы тем же, чтои в сепарационной камере 7. Это быозначало, что сравнительно большаячасть поверхности напорного диска 37находилась бы в контакте с топливом,вращающимся внутри камеры 11, чтопривело к повышению его температурыдо нежелательного уровня.В процессе работы центробежногосепаратора, в котором отсутствуюткалиброванное отверстие 19 и перегородка 13 с отверстием 20, в камере11 температура повышается до 150 С.ОЗа счет введения предложенного усовершенствования температура моглабыть снижена до - 05 С.По истечении некоторого временис начала работы, когда в радиальнокрайней части сепарационной камерынакапливается такое количество отделенной воды, что граница разделамежду топливом и водой находится на уровне А, фракции воды начинают захватываться отделенным топливом, вытекающим через отводящий патрубок. Это обнаруживается датчиком 42, ко 5 торый выдает сигнал на блок 45 управления. Блок 45 управления в свою очередь открывает клапан.18 и держит его. открытым заданный промежуток времени. В течение этого промежутка . времени обеспечивается возможность вытекания из сепарационной камерычерез канал 30 и прохождения через отверстие 20 такого количества от-.15 деленной воды, что граница раздела в сепарационной камере 7 между топливом и водой смещается к уровню В.После закрывания клапана 18 вода, имеющаяся в этот момент в выпускной камере 11, канале 33 и канале 30, будет стекать обратно в сепарационную камеру, после чего топливо начи нает протекать через отверстие 31 в конической пластине 29 и повторно 25 заполняет указанные каналы до уровней, изображенных на чертеже.Отделенная вода может порциями отводитьсяиз сепарационной камеры 7, Твердые частицы, отделяемые в ней,. 30 могут удаляться еще режеЭто осуществляется путем прекращения подачи рабочей жидкости через патрубок 21, Затем блок 45 управления может быть запрограммирован так, что каждый35 четвертый раз, когда к нему поступает сигнал, указывающий на то, что граница раздела между топливом и водой в разделительной камере достиг" ла уровня А, клапан 18 закрывается и временно прекращается подача рабочей жидкости через патрубок 21. Таким образом, кольцевой поршень 5 перемещается акаиально вниз и открывается отверстие между ним и прокладкой 46. Затем из сепарационной камеры 7 через отверстие и отверстия 6, расположенные радиально снаружи от этого отверстия в основании 2 ротора, выводятся отделенные твердые час тицы и желаемое количество воды.При определении размеров калиброванных отверстий 19 и 20 можно исходить иэ определенного уровня жидкости в выпускной камере 11 и определенного размера отверстия 20.55Путем регулирования перепада давлений, который будет преобладать в. жидких массах с обеих сторон перегородки 13 в зоне отверстия 20 можно определять поток через его отверстие.Для поддержания таким образом выб раиного уровня жидкости для топлива в выпускной камере 11 требуется, чтобы точно такой же поток, который проходит через калиброванное отверстие 20, должен также проходить через калиброванное отверстие 19, пока клапан 18 в отводящем патрубке 17 закрыт. Затем необходимо измерить, давление, преобладающее в канале 38 напорного диска 37 вблизи калиброванного отверстия 19, когда уровень жидкости в выпускной камере 11 находится на желаемой отметке. После этого может быть определен размер калиброванного отверстия 20, чтобы два указанных потока были одинаковы.После правильного выбора размеров калиброванных отверстий 19 и 20 и приведения в действие сепаратора поверхность жидкости в выпускной камере 11 будет автоматически поддерживаться на желаемом уровне.В моменты открывания клапана 18, когда жидкость .течет через каналы 38 напорного диска 37, статическое давление жидкости в каналах будет снижаться, что будет приводить к уменьшению потока жидкости через калиброванные отверстия 19.Формула изобретенияЦентробежный сепаратор, содержащий барабан, имеющий сепарационную камеру, патрубок для подвода исходной суспензии в. последнюю, выпускные камеры для легкой и, тяжелой фракции жидкости, образованные радиально расположенными перегородками и имеющие выпускные отверстия, размещенные в этих камерах выпускные устройства с отводящими,патрубками и клапан для закрывания и открывания отводящего патрубка тяжелой фракции жидкости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения нагревания жидкости, находящейся в выпускной камере для тяжелой фракции при закрытом отводящем патрубке последней, и улучшения таким образом ее качества, выпускное устройство для тяжелой фракции имеет средство для ее рециркуляции в зону барабана перед выпускСоставитель Г.ЛошкареваРедактор А.Долинич Техред А.Кравчук Корректор Н.Коро Подписи 1523 Тираж 461Государственного комитета113035, Москва, Ж ЗакВНИИПИ ГКНТ С изобретениям и открыти Раушская наб., д. 4/ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101 9 1 ной камерой, выполненное в виде калиброванного отверстия; при этом радиальная перегородка, образующая стенку укаэанной камеры, также имеет перепускное калиброванное отверстие, образующее вход в камеру, причем 572402размеры сечения указанных калиброванных отверстий выбраны из условияпрохождения одинакового количестважидкости в единицу времени при заданном уровне жидкости в выпускной камере для тяжелой фракции.