Центрифуга

СОЮЭ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ,РЕСПУБЛИК 611449) .ьЫ ПИС О АНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ льскии т при- таллоПопов," ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 463334, кл. С 22 В 9/02, 1973,Авторское свидетельство СССРМ 1043882, кл, В 04 В 1/10, 1981. а)э В 04 В 1/10 0 22 В 9/О(57) Изобретение относится к разделению неоднородных систем, а точнее к устройствам для разделения суспенэий фильтрованием в поле центробежных сил, и наиболее эффективно может быть использовано в микробиологической, медицинской, химической и других отраслях промышленности, Целью, изобретения является повышение производительности путем интенсификации выгрузки осадка и регенерации устройства для фильтрации. Для этого центрифуга снабжена укрепленными на торцовом диске1611449 5 10 15 20 30 35 40 45 50 9 устройства для фильтрации с воэможностью поворота в вертикальной плоскости пластинами 12 из магнитного материала,ВИзобретение относится к разделению, неоднородных систем, а точнее к устройствам для разделения суспензий фильтрованием в поле центробежных сил, и наиболееаффективно может быть использовано вмикробиологической, медицинской, химической и других отраслях промышленности.Целью изобретения является повышение производительности путем интенсификации выгрузки осадка и .регенерацииустройства для фильтрации.На фиг,1 изображена центрифуга, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А нафиг.1; на фиг.З - разрез Б - б на фиг,2; нафиг.4 - вид В на фиг.З вращающаяся пластина); на фиг.5- гидродинамическая картина обтекания пластины потоком суспензии;на фиг.б - электромагнит с магнитопроводом,Центрифуга состоит из корпуса 1 с патрубком 2 подвода суспензии и патрубками3 и 4 соответственно отвода фильтрата иосадка. Внутри корпуса 1 на вертикальномвалу 5 коаксиально установлены ротор 6 сднищем 7 и устройство для фильтрации,включающее перфорированную обечайку 8и установленный на ее торце диск 9, Роторимеет прорези 10 у днища, перекрываемыев рабочем положении устройствам 11 выгрузки осадка, привод которого не показан,На диске 9 с возможностью поворотавокруг горизонтальных осей 001 (в вертикальной плоскости) укреплены пластины 12из магнитного материала, взаимодействующие во время выгрузки осадка с электромагнитами 13, установленными в корпусе 1 наторце 14 ротора 6.Узел 15 крепления каждой пластины 12к диску 9 размещен в ближайшем к ее центру конце, при этом ось вращения 001 смещена вниз на величину е относительногоризонтальной плоскости, проходящей через центр тяжести пластины 12, выполненной с уменьшающимся в радиальномнаправлении к периферии крышки 9 продольным сечением.Диск 9 имеет прорези 16, в которых установлены пластины 12 таким образом, чтобы поверхность диска 9 и верхниеповерхности пластин 12 были расположеныв одной плоскости, при этом каждая пластина 12 имеет выступы 17, размещенные с взаимодействующими с электромагнитами13, установленными в корпусе 1 на торце 14ротора 6. 6 ил. нижней стороны периферийных концов пластин 12 и контактирующие с поверхностью диска 9.Патрубок 2 подвода суспензии размещен соосно диску 9 с зазором относительно него для прохода суспензии через кольцевой зазор 18 между. диском 9 и торцом 14 ротора 6 в полость 19 между ротором 6 и обечайкой 8 устройства для фильтрации. К нижнему концу патрубка 2 прикреплено тонкостенное кольцо 20 с вертикальной отбортовкой 21, зазор между которой и торцом 14 ротора 6 уплотнен при помощи упругого элемента 22,Электромагниты 13 снабжены магнитопроводами 23, нижние концы которых выполнены в виде кольцевых сегментов 24 прямоугольного сечения, примыкающих к наружной поверхности патрубка 2 и установленных на тонкостенное кольцо 20 Цилиндрическая обечайка 8 выполнена из пористого материала, например нержавеющей стали, полученной методами порошковой металлургии, и на ее наружной поверхности закреплена ядерная мембрана 25, которую от разрыва при регенерации предохраняет сетка 26, прижимающая мембрану 25 к обечайке 8.Для отвода фильтрата иэ полости 27 перфорированной обечайки 8 в патрубок 3 служат отверстия 28 в днище 7 ротора 6 и приемная камера 29.Центрифуга работает следующим обра- зом,Исходная суспензия через патрубок 2 подается последовательно в зазор 18 и далее в полость 19 между вращающимися ротором 6 и обечайкой 8. В зазоре 18 происходит плавный разгон суспенэии и организация ее ламинарного вращающегося потока.Под действием давления, развиваемого во вращающейся суспенэии, и разности уровней Л Н жидкости в зазоре 18 и внутри полости 27 жидкая фаза продавливается через мембрану 25 и стенку перфорированной обечайки 8 в полость 27, иэ которой последовательно через отверстия 28 и камеру 29 отводится в патрубок 3,В ламинарном потоке крупные твердые частицы в полости 19 сразу оседают на внутреннюю поверхность стенки ротора 6. Мел 161144910 15 20 30 35 40 45 50 55 кие частицы, увлекаемые потоком жидкости, осаждаются на наружной поверхности мембраны 25 и по мере их накопления и укрупнения отбрасываются центробежными силами к стенке ротора 6.Самые мелкие частицы, размер которых соизмерим с диаметром пор ядерной мембраны 25, задерживаются в ней по мере проведейия процесса фильтрации.После накопления. определенного количества осадка в полости 19 подачу суспензии прекращают. Перед началом процесса выгрузки осадка включают электромагниты 13, создающие магнитные потоки, которые посредством магнитопроводов 23, заканчивающихся сегментами 24, направляются перпендикулярно поверхности диска 9. При вращении пластины 12, периодически проходя под сегментами 24, взаимодействуют с магнитными потоками от них, что вызывает кратковременные отклонения пластин 12 в. узлах 15 вверх к электромагнитам 13. Проходя в промежутках между сегментами 24, пластины 12 возвращаются в исходное положение под действием центробежных сил и давления потока суспензии.Отметим, что во время работы центрифуги всегда существует разница в угловых скоростях устройства для фильтрации и контактирующей с ним суспензии. Поэтому при подьеме пластин 12 над поверхностью диска 9 набегающий ламинарный поток суспенэии, взаимодействуя с опережающими его пластинами 12, начинает турбулизоваться (фиг.5). Турбулизация потока суспензии над диском 9 вызывает соответственно и турбулиэацию суспензии в полости 19, что ведет, во-первых, к перемешиванию слоя осадка на внутренней поверхности ротора 6, а, вовторых, к понижению давления во вращающейся суспензии.После придания суспенэии турбулентного движения прекращают ее подачу и включают устройство 11. Прорези 10 открываются и через них начинается выгрузка осадка в нижнюю часть корпуса 1, причем за счет турбулизации осадка уменьшается его трение движения о поверхность ротора 6 и, следовательно, интенсифицируется сам процесс вы грузки.В момент открывания прорезей 10 давление суспензии в полости 19 падает ниже давления фильтрата в полости 27 перфорированной обечайки 8, при этом по сравненио с ладинарным режимом течения при турбулентном режиме величина перепада давлений мехду полостями 27 и 19 больше эа счет пр.: дарительного понижения давления в туулиэированном потоке, Возникающий при выгрузке обратный перепад давлений между полостями 27 и 19 выэывает регенерацию перфорированной обечайки 8 обратным потоком фильтрата из полости 27 через поры обечайки 8 и ядерную мембрану 25 в полость 19, Далее после закрытия при помощи устройства 11 прорезей10 процессы выгрузки и регенерации заканчиваются, и цикл повторяют. Кроме того, интенсификации процессов выгрузки и регенерации способствует вибрация перфорированной обечайки 8 и ротора 6, вызванная взаимодействием при вращении выступов 17 пластин 12 с поверхностью диска 9 при их возврате в исходное положение в промежутках между сегментами 24. Более интенсивному взаимодействию выступов 17 с поверхностью диска 9 способствует увеличение крутящего момента от действия центробежных сил, возвращаю щего пластину 12 в исходное положение эа счет смещения друг относительно друга в горизонтальной плоскости оси вращения 001 пластины 12 и ее центра тяжести. При больших скоростях вращения вала 5 центрифуги, когда пластины 12 практически непрерывно взаимодействуют с электромагнитами 13, для организации колебаний пластин 12 электромагниты 13 включают прерывисто с определенной частотой на короткие промежутки времени.Выполнение центрифуги описанным образом позволит увеличить ее производительность, т.е, длительность циклов ее работы, за счет интенсификации процессов выгрузки осадка и регенерации устройства для фильтрации, а применение ядерной мембраны обеспечит высокую степень очистки суспензий от мельчайших частиц микроорганизмов. Формула изобретения Центрифуга, содержащая корпус с патрубками подвода суспенэии и отвода филь- трата и осадка, установленный в корпусе ротор и размещенное внутри него устройство для фильтрации, включающее прикрепленную к днищу ротора перфорированную обечайку с установленным на ее торце диском, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения производительности путем интенсификации процесса выгрузки осадка и регенерации устройства для фильтрации, на торцовом диске последнего укреплены с возможностью поворота в вертикальной плоскости пластины из магнитного материала, а в корпусе на торце ротора установлены электромагниты.1611449 Составитель Е.КамагановаРедактор С.Пекарь Техред М.Моргентал Коррек али Заказ 3789, Тираж 469 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101