Способ разделения суспензии в осадительной центрифуге с периодической выгрузкой осадка

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАВЕДОМСТВО СССР (ГОС БЛИК ТНОЕ НТ СССР) ИЕ ИЗОБРЕТЕН и) ОПИ к автор В 1 г о свидете 1(46) 20.01,96 Бюл, Мв 2(71) Свердловский научно-исследовательский институт хееческого машиностроения (72) Снегин АИИвин Ю.ф.(66) Авторское свидетельство СССР й 331822, кп. В 04 В 11/06, 1972.. Авторское свидетельство СССР й 199099, ка В 04 В 11/04, 1967Авторское аюетельство СССР й 420347, кл. В 04 В 3/00, 1973.(64) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ В ОСАДИТЕЛЬНОЙ ЦЕНТРИФУГЕ С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ВЫГРУЗКОЙ ОСАДКА (67) Использование: изобретение относится к споСобам разделения суспензий и может быть использовано в химической, металлургической,Я (ц) 1805585В 04 В 1 14 11 04 пищевои и других отраслях промышленности. Сущность: способ разделения суспензии в осадительной центрифуге с периодической выгрузкой осадка предусматривает подачу суспензии в ротор при рабочем числе оборотов, ее раскручивание при помощи ребер, образование слоя осадка заданной величины и слив осветленной жидкой фазы из ротора, прекращение подачи исходной суспензии и выгрузки осадка Последнкио осуществляют в процессе вращения ротора путем подачи нескольких порций промывной жидкости на поверхность слоя оставшейся жидкой фазы после прекращения подачи исходной суспензии на уровне ее слива, при этом каждую порцию промывной жидкости подают в течение 2-3 с для создания гидравлического удара на осадок 1 ил.Изобретение относится к способам разделения суспензий и может быть использовано в химической, металлургической,пищевой и других отраслях промышленности. 5Известен способ разделения суспензии, включающий подачу суспензии в роторцентрифуги, воздействие на нее центробежной силы и выгрузку осадка из центрифугис помощью эластичной оболочки, размещенной внутри ротора.Суспензия, содержащая дисперснуюфазу, поступае в ротор при рабочем числеоборотов. Под действием центробежныхсил в роторном пространстве происходит 15разделение суспвнзии. Осветленная частьсуспвнзии (фугат) сливается из ротрре, е .дисперсная фаза (осадок) оседает на внутреннюю поверхность, эластичной оболочки.После образования в роторе слоя осадка заданной величины подачу суспензиипрекращают, ротор останавливают и производят выгрузку осадка;Основным недостатком такого способеразделения является длительность процес-. 25са из-за остановки центрифуги для выгрузкиосадке из ротора,Продолжительность выгрузки осадкасоставляет около 8 мин или 21 ф от продолжительности одного рабочего цикла, 30Наличие эластичной оболочки накладывает определенные трудности в выборе материала этой оболочки. При переработкерадиоактивных и некоторых агрессивныхсуспенэий, выбор эластичного материала 35оболочки остается проблемой. ГЬд действием ионизирующего излучения эластичныематериалы быстро разрушаются.Известен способ разделения суспенэий, включающий подачу суспенэии в ротор, 40воздействие на нее центробежной силой ивыгрузку осадка иэ ротора путем резкоготорможения последнего с подачей промывной жидкости в полость ротора., Суспензия, содержащая дисперсную ф 5фазу, поступает в ротор при рабочем числеоборотов. Под действием центробежныхсил в роторном пространстве происходитразделение суспенэии. Осветленная частьсливается из ротора, а дисперсная фаза осе.- 50дает на внутреннюю поверхность ротора,После образования в роторе слоя осадка заданной величины подачу суспензиипрекращают, ротор останавливают в течение 10 с 55В,результате резкого торможения .. структура уплотненного осадка нарушается.Через примерно 1 мин, когда вся жидкостьс частью осадка стечет иэ ротора в емкость,расположеннуа под ротором, центрифугу вновь включают. Разгон ротора до рабочей скорости осуществляется в течение около 5 с. Затем ротор подают распульповочную жидкость в течение 20 с до заполнения ротора. Распульповочная жидкость обычно смешивается с той жидкостью, которая сливается в емкость под ротором, поэтому в ней присутствует осадок. При меньших расхо-., дах распульповочной жидкости скорость заполнения ротора снижается, начнется вторичное осаждение осадка на стенки ротора из распульповочной жидкости в течение заполнения,После заполнения ротора распульповочной жидкостью подачу последней прекращают и снова производят торможение ротора. После полной остановки ротора жидкость продолжает вращаться относительно неподвижного, частично деформированного осадка. При этом относительная скорость жидкости может достигать нескольких десятков метров в секунду, В результате происходит размывание осадка. Затем одну минуту выдерживают для опорожнейия ротора рт жидкости и снова повторяют разгон ротора, заполнение распульповочной жидкостью и торможение, Количество циклов, необходимое для полной выгрузки осадка, составляет 3-5 в зависимости от свойств осадка,Основным недостатком описанного способа разделения является длительность процесса из-за остановок центрифуги для выгрузки осадка иэ ротора. Общая продолжительность режима выгрузки осадка составляет 6 9 мин или 18-23 от общей продолжительного одного рабочего цикла центрифуги при фуговании в течение 30 мин.Ближайшим техническим решением к предложенному является способ разделения суспенэии в осадительной центрифуге с периодической выгрузкой осадка, предусматривающий подачу суспензии в ротор при рабочем числе оборотов, ее раскручивании при помощи ребер, образование слоя осадка заданной величины, слив осветленной жидкой фазы из ротора, прекращение подачи суспензии и выгрузку осадка путем механического проворачивания скребков, расположенных в полости ротора, после остановки последнего.Суспензия, содержащая дисперсную фазу, поступает в ротор при рабочем числе оборотов через питающий патрубок и отверстия в стенке барабана, При этом поступательное движение суспензии прэктически полностью переходит во вращательное при помощи раскручивающих радиальных ребер в патрубке и стенок: гверстий в барабане, причем окружная скорость вращенияблизка к окружной скорости вращения слояжидкости у наружной стенки барабана.В роторе происходит разделение суспенэии, осветленная часть которой сливается через фугатные окна, а осадок поддействием центробежных сил оседает навнутреннюю стенку ротора. После образования в роторе слоя осадка заданной вели.чины подачу суспенэии прекращают, роторостанавливают в течение примерно 1 мин.Осадок под действием сил тяжести сползает(ссыпается) вниз и удаляется из ротора,Существенным недостатком известногоспособа разделения является длительностьпроцесса из-за остановки центрифуги длявыгрузки осадка иэ ротора. Продолжительность выгрузки осадка составляет около 16мин или примерно 35 от общей продолжительности одного рабочего цикла центрифуги при фуговании в течение 30 мин.Целью настоящего изобретения является ускорение процесса выгрузки осадка изротора в осадительной центрифуге с периодической выгрузкой осадка.Указанная цель достигается тем,что в предложенном способе разделениясуспензии в осадительной центрифуге с периодической выгрузкой осадка, предусматривающем подачу суспензии в ротор прирабочем числе оборотов, ее раскручиваниепри помощи ребер, образование слоя осадка заданной величины и слив осветленнойжидкой фазы иэ ротора, прекращение подачи исходной суспензии и выгрузку осадка;последнюю операцию осуществляют в процессе вращения ротора путем подачи,нескольких порций промывной жидкости наповерхность слоя оставшейся жидкой фазыпосле прекращения подачи исходной суспензии на уровне ее слива, при этом каждуюпорцию промывной жидкости подают в течение 2-3 с для создания гидравлическогоудара на осадок.Изобретение поясняется чертежом, накотором схематично изображен продольный разрез вертикальной центрифуги,Способ разделения суспензии в осадительной центрифуге с периодической выгрузкой осадка заключается в следующем,Во вращающийся с постоянной угловойскоростью ротор 1 вертикальной центрифуги снизу по неподвижной трубе 2 через вентиль 3 подают суспензию, содержащуюдисперсную фазу.Перед поступлением в ротор суспензияраскручивается до рабочей скорости вращения ротора вначалепри помощи рассекателя 4 в раструбе 5 и затем при помощирадиальных ребер вставки 6, 10 15 20 25 кости производят необходимое количество раз (определяется опытным путем) до полного удаления осадка из ротора,40 50 30 35 В роторе происходит разделение суспензии. Дисперсная фаза (осадок) оседает на внутренней. стенке ротора 1, а осветленная часть суспензии (фугат), переливаясь через борт 7, удаляется из ротора центрифуги,Через определенное время после накопления в роторе осадка заданной величины вентиль 3 закрывают и производят выгрузку осадка. Для этого быстродействующий клапан В открывают на 2-3 с. Порция промывной жидкости по питающей трубе поступает в реберную вставку, раскручивается ею и затем поступает на поверхность слоя оставшейся жидкой фазы после прекращения подачи исходной суспенэии на уровне ее слива (максимальный диаметр реберной вставки превышает сливной диаметр ротора), взмучивает некоторое количество осадка и вместе с ним переливается через борт 7, например, в емкость реактора, расположенную под ротором, Через 5-6 с клапан 8 вновь открывают на 2 - 3 с, вновь некоторое количество осадка выгружается из ротора. Кратковременную подачу промывной жидРасход порции промывной жидкости со-. ставляет не менее рабочего расхода исходной суспензии, Количество порций промывной жидкости зависит от физических свойств осадка, скорости вращения, размеров и формы ротора и т.д.Выгрузка осадка осуществляется в результате взмучивания осадка в роторе промывной жидкостью за счет гидравлического удара, который длится в течение около 1 с, а также частично за счет торможения ротора порцией промывной жидкости, Процесс торможения также кратковременный.При подаче одной порции жидкости взмучивание и унос осадка наблюдается только в зоне против ребер вставки 6. После нескольких чередующихся порционных подач промывной жидкости осадок уносится со.всей внутренней поверхности ротора.Подача промывной жидкости непрерывным потоком не приводит к гидроударам и взмучивание осадка в роторе не наблюдается даже при расходах, превышающих в несколько раэ расход при порционной подаче. Время действия гидравлического удара определяют по движению полистироловых шариков, закрепленных на нитках в различных участках ротора, выполненного из органического стекла, Наблюдения ведут припомощи стробоскопа.Наличие в предлагаемом способе эффекта ускорения процесса выгрузки осадка1805585 фазу (перлит), по питающей трубе 2 через вентиль 2 с расходом 200 дмз/ч в течение 20 минут подают в ротор при рабочем числе 10 оборотов. После раскручивания при помощи радиальных ребер вставки 6 суспензия поступает в роторное пространство, где происходит ее разделение под действиемцентробежных сил. Перлит оседает нэ внутреннюю стенку ротора, а осветленная часть. осадка, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса, выгрузку осадка осуществляют в процессе вращения ро тора путем подачи нескольких порцийпромывной жидкости на поверхность слоя оставшейся жидкой фазы после прекращения подачи исходной суспен зии на уровне ее слива, при этом кажиз ротора подтверждается результатами следующих опытов, П р и м е р 1. Ротор 1 имеет следующие параметры: внутренний диаметр 180 мм, длина 180 мм, диаметр сливного порога 120 мм, Скорость вращения 3000 об/мин. Суспензию, содержащую дисперсную суспензии через борт 7 удаляется из ротора центрифуги.Через 20 мин после накопления в роторе осадка заданной величины подачу исходной суспенэии прекращают, вентиль 3 закрывают, а клапан 8 резко открывают.на 2-3 с. Производится выгрузка перлита при рабочей скорости вращения ротора,Промывная жидкость (вода) с расходом 200 дм /ч после раскручивания ребрами вставки 6 поступает на поверхность слоя оставшейся жидкой фазы после прекращения подачи исходной суспензии на уровне ее слива. Порция промывной жидкости взмучивает часть перлита и удаляется вместе с ним из ротора через борт 7.Через 5 секунд клапан 8 вновь открывается на 2-3 с. Через;четыре открывания клапана 8 практически весь перлит выгружается из ротора и центрифуга готова для переработки новой порции суспензии.Продолжительность выгрузки перлита из ротора 2 составляет -30 с, или 2,5 от Формула изобретенияСПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУСПЕНЗИИ В ОСАДИТЕЛЬНОЙ ЦЕНТРИФУГЕ С ПЕРИОДИЧЕСКОЙ ВЫГРУЗКОЙ ОСАДКА, предусматривающий подачу суспензии в ротор при рабочем числе оборотов, ее раскручивание при помощи ребер, образование слоя осадка заданной величины и слив осветленной жидкой фазы иэ ротора, прекращение подачи исходной суспензии и выгрузку 20 25 30 35 40 общей продолжительности одного рабочего циклаП р и м е р 2. Во вращающийся с постоянной скоростью ротор 1 по питающей трубе 2 через вентиль 3 с расходом 250 дм /ч в течение 20 мин подают поочередно водные суспензии перлита, окиси железа, зубного порошка, гидроокиси железа, Затем подачу суспензии прекращают (вентиль 3 закрывают), а клапан 8 резко открывают на 2-3 с. Промывная жидкость (вода) с расходом 400 дм /ч после раскручивания ребрами вставзки 6 поступает на поверхность слоя оставшейся жидкой фазы после прекращения подачи исходной суспенэии на уровне ее слива, Порция промывной жидкости вэмучивает часть осадка, осевшего на внутренние стенки ротора, и удаляется вместе с ним иэ ротора через борт 7. Через 5 с клапан 8 вновь открывают на 2-4 с. После восьми открываний клапана 8 практически весь осадок выгружается иэ ротора и центрифуга готова для переработки следующей порции суспензии,Продолжительность выгрузки осадка из ротора составляет 1,5 мин или 7 от общей продолжительностй одного рабочего цикла центрифуги,Предложенный способ разделения по сравнению с прототипом обеспечивает ускорение процесса разделения суспенэии в целом за счет исключения остановок центрифуги для выгрузки из ротора, Если общая продолжительность режима выгрузки осадка из ротора в известном способе составляет 16 мин, то в предложенном способе разделения в зависимости от дисперсной фазы составляет не более 1,5 мин. дую порцию промывной жидкости подают в течение 2 3 с для создания гидравлического удара на осадок.1805585 оставитель Г.Лошкаревехред М.Моргентал Редакто орячева Тираж . По НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4 Заказ 1 ул. Гагарина, 10 нат "Патент", г. Ужго зводственно-издательский ко й лад