Осадочная центрифуга

9 ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М, Кл.е В 04 В 3/О осударстаеикый комитетСовета Иииистроа СССРоо делам изобретеиийи открытий(43) Опубликовано 25 07 77 Бюллетень 27 (45) Дата опубликования описания 24.08.77(54 ) ОСАДИТЕПЬНАЯ ЦЕНТРИФУГА 1 О 1Изобретение относится к оборудованию для разделения жидких неоднородных смесей и может быть использовано в металлургической, пищевой, химической, керамической и других отраслях промышленности.В настоящее время для разделения жидких неоднородных смесей используются осадительные центрифуги, в которых разгрузка тонких фракций, выделяемых пакетом сеиарирующих тарелок, осуществляется через сопла.Однако это значительно ухудшает показатели центрифуги при работе на полидисперсных суспензиях с большим содержанием твердой фазы, так как вызывает значительное увеличение влажности осадка, сильный износ сопел и их частые забивания.Известна осадительная центрифуга, включающая корпус ротора с разгрузочными окнами, шнек для выгрузки осадка и пакет сепарируюших тарелок.Недостатком известных конструкций тарельчатых центрифуг со шнековой выгрузкой осадка является, во-первых, то, что при работе на полидисперсных суспензиях с большим содержанием тонких фракцийтвердого стремительно осаждающиеся научастке между зоной загрузки и пакетомсепарирующих тарелок (сепаратором) крупные и средние фракции препятствуют проходу к разгрузочным окнам тонких фракций твердого. Кроме того, совместноеосаждение крупных, средних и тонких фраций затрудняет сгущение и уплотнениепоследних. Все это приводит к весьма значительному (нередко более чем в 10 раз)снижению производительности разгрузочного шнека по тонким фракциям осадка. 5 Ве-вторых, совместное сгущение,уттлоънение и транспортировка крупных,среднихи тонких фракций твердого на одинаковомрасстоянии от оси вращения, т.е, в зонедействия максимальных центробежных сил, 0 вызывает неоправданное увеличение нагрузок на шнек, редуктор и двигатель ирасхода энергии.Й-третьих, загрузка и транспортировкакрупных фракций в зоне действия центро бежного поля, значительно превышающего5657.14 1 О 50 55 60 3необходимое для их отделения, уплотнения и обезвлЬживания,влечет за собой повышенный износ разгрузочного шнека и других деталей, в особенности непосредственно и области загрузки за счет излишне больших нагрузок и скоростей относительного скольжения. Цель изобретения - повышение эффективности разделения при выделении двухи более фракций,Это достигается тем, что предлагаемая осадительная центрифуга снабженавнутренним шнеком, установленным концентрично в основном и жестко связанным скорпусом ротора,Кроме того, она снабжена рядом донолнительных шнеков, концентрично установленных и основном, причем четные шнеки,начиная от основного, жестко соединеныс корпусом ротора, а нечетные - с основным,Кроме того, центрифуга снабжена рядом дополнительных пакетов сепарируюшихтарелок расположенных на смежных шнеках.При этом в корпусе ротора выполненчряд дополнительных разгрузочных окон длякаждого шнека.На фиг, 1 схематически изображенаосадительная центрифуга с одним внутренным шнеком, на фиг. 2 - то же, многошнековое исполнение (движение суспензиии осветленной жидкости показано чернымилиниями со стрелками, а движение твердой фазы - белыми стрелкамиОсадительная центрифуга включает ротор, состояший из корпуса 1 и внутреннейчасти 2, установленной в корпусе на подшипниках, жеСтко фиксирующих ее положе-,ние по отношению к корпусу, но допускающих относительное врашение. Внутренняячасть 2 ротора состоит из пакета сепарируюших конических тарелок 3 (сепаратора),наружного основного шнека 4 и внутреннего дополнительного шнека 5. В корпусеротора со стороны разгрузочных концовшнеков 4 и 5 имеются окна 6 - для разгрузки крупных фракцийосадка и окна 7 для разгрузки тонких фракций осадка, а спротивоположной стороны - сборная полость8 для осветленной жидкости-фугата отделяемая от рабочей полости ротора кольцевым порогом 9, и отверстия 10 для разгрузки фугата,Участок корпуса наружного основногошнека 4 от разгрузочного конца до пакета сепарирующих тарелок имеет сплошнуюстенку со стороны разгрузочного концаокна 11 для разгрузки крупных фракций осадка, а с противоположного конца - коль невой порог 12.Внутренний шнек 5 снабжен загрузочной полостью 13 и окнами 14 для прохода обрабатываемой суспензии внутрь оотора и со стороны разгрузочного конца жестко соединен с корпусом ротора 1,, Центрифуга также содержит неподвижную питаюшую трубу 15, приемник 16 фугата приемник 17 твердого осадка (для случая, когда крупные и ".онкие фракциипосле выхода иэ ротора обьединяются) иприемники 18 и 19 - для крупных и тонких фракций осадка ( для случая, когда15 требуется разделение осадков),Центрифуга может быть выполнена стремя дополнительными шнеками, концентрично установленными в основном шнекеи тремя пакетами сепарирующих коничес 20 ких тарелок (см, фиг. 2). Однако числодополнительных шнеков может быть и другим.Возможно также исполнение без пакетов сепарируюших тарелок или с другим25их числом. Ротор центрифуги при этом состоит из корпуса 20, заключенных в неми расположенных соосно один в другомцилиндро-конических шнеков 21-24 и за 30крепленных в корпусе шнеков 21-23 пакетов конических сепарируюших тарелок 2527 (сепараторов).Корпуса внешнего шнека .21 и среднихшнеков 22, 23 снабжены с внутреннейстороны кольцевыми порогами 28-30 ислужат одновременно корпусами роторасоответственно для шнеков 22-24, а корпуса шнеков 21 и 23, кроме того, имеюту разгрузочных концов окна 31 и 32 дляразгрузки твердого осадка. Корпус 20 ротора также имеет кольцевой порог 33,четыре ряда разгрузочных окон 34 - 37для твердого осадка и окна 38 для разгрузки фугата. Внутренний шнек 24 имеет45 загрузочную полость 39 и окна 40 дляпрохода суспензии внутрь ротора. Внешний основной шнек 21 установлен в корпусе 20 на подшипниках и соединен с редуктором (на чертеже не показан) для сообшения ему медленного врашательного движения по отношению к корпусу 20. Шнек 23 также установлен на подшипниках и жестко связан с внешним шнеком 21. Шнеки 22 и 24 жестко соединены с корпусом 20 ротора.Шнеки 21 и 23 имеют правые винтовые поверхности, а шнеки 22 и 24 - левые (или наоборот) в зависимости от направления относительного вращения.5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 центрифуга имеет также питаюшуютрубу 41,. приелник 42 фугата, приемник43 твердого для случая раздельного получения осадков и приемник 44 - дляслучая совместного их дальнейшего использования,Для того, чтобы жидкая фаза суспензиине могла иметь доступ к разгрузочнымокнам 7, 11, 31, 32, 34, и 36 они расположены так, что диаметры Д и Д ок 3ружностей Касательных к их верхним кромкам меньше диаметров Д и Д 4 соответствующих кольцевых порогов (см, фиг, 1),а диаметры ц Д Ц Д соответственно,аФменьше диаметров Д, Д, Д 5 и Д2(см. фиг. 2),При работе центрифуги (см. фиг. 1 )вращательное движение сообщается отсоответствуюшего привода корпусу 1 ротора. Внутренней части 2 ротора вращениепередается от корпуса 1 через редуктор(на чертеже не показан) обеспечивающийнебольшое (на 30-40 об /мин) отставание ее от корпуса 1, Так как внутреннийшнек 5 жестко связан с корпусом 1 ротора, то он имеет точно такое же относительное врашекие но опережающее поотношению к наружному шнеку 4,Подлежащая обработке суспензия загружается при помощи питающей трубы 15 в:загрузочную полость 13 внутреннего шнека 5, где преобретает вращательное движение и под действием центробежной силычерез окна 14 поступает во внутрепнююполость наружного шнека 4,По мере заполнения внутренней полости наружного шнека суспензцей диаметрее поверхности будет уменьшаться до техпор, пока не станет равным диаметру Дкольцевого порога 12. Дальнейшее его4уменьшение после этого прекратится, таккак весь избыток суспензии бупет переливаться через порог 12 в наружную полость корпуса 1 ротора, после заполнения которой избытки суспензии начнут.переливаться через кольцевой порог 9.С этого момента возникнет непрерывное движение жидкости из загрузочнойполости внутреннего шнека 5 через окнаl14 во внутреннюю полость шнека 4, откуда через кольцевой порог 12 й входы впакет сепарируюших тарелок 3, параллельными потоками через межтарелочные пространства пакета сепарируюших тарелок 3и далее через кольцевой порог 9 в сборную полость 8 и через отверстия 10 вприемник 16 фугата.Наиболее крупные частицы выпадают изпотока и осаждаются на стенках корпусашнека 4 непосредственно в зоне загрузки, Соепние по коупности частицы выпадают частично в той же зоне, частично на пути следования до кольцевого порога 12, Основная масса мелких частиц с остатками средних фракций осаждается в межтарелочных пространствах пакета сепарирующих тарелок 3.. Таким образом, в сборную полость 8 поступает уже осветленная жидкость - фугат.Отлагаюшиеся на внутренней поверхности корпуса наружного шнека 4 крупные и средние фракции твердого осадка уплотняют ся, транспортируются шнеком 5,к разгРузочному концу и через окна 11 и 6 разгружаются в приемник 14 (в случае их обьединения с тонкими фракциями) либо в приемник 18 (в случае раздельного по лучения крупных и тонких фракций твердого). Отделенные в пакете сепарируюших тарелок 3 мелкие фракции под действием центробежной силы стекают вдоль образующих тарелок и сосредотачиваются у стеннок корпуса 1 ротора, где уплотняются и транспортируются наружным шнеком 4 к разгрузочным окнам 7 через которые разгружаются в приемник 17 либо в приелшик 19,Ьлагопаря тому, что тонкие фракции осадка осаждаются, уплотняктся и транспортируются изолированно от крупных и средних фракций, создаются максимально благоприятные условия для их разгрузки и производительность центрифуги по твердому при работе ца полидисперсных суспензиях с высоким содержанием как тонких, так и крупных фракций возрастает в несколько раз, То, что крупные фракции отделяются, уплотняются и транспортируются ца меньших (чем тонкие) расстояниях от оси врашения, обеспечивает уменьшение нагрузок на шнеки и редуктор в несколько раз,сокращает расход энергии и износ деталей центрифуги в зоне загрузки и разгрузки твердого, Наружный шнек при этом практически не подвергается износу.Благодаря тому, что крупные фракции разгружаются через окна 6 в корпусе ротора 1, предлагаэйая конструкция центрифуги помимоэффективного разделения полиписперсных суспензий, позволяет также в случае необходимости разделять твердый осапок на две фракции по крупностиЭтим также исключается износ корпуса 1 ротора в зоне разгрузочных окон 7 пля онких фракций осадка.Работа центрифуги по фиг, 2 осуществляется так же как и центрифуги по фиг. 1Вращательное движение сооошается отсоответствующего привода корпусу 20 ротора, а шнеку 21 и связанному с ним шнеку 23 вращение передается от корпуса 20 также через редуктор, 5Подлежащая обработке суспензия подается при помощи непопвижной питающей трубы 41 в загрузочную полость 39 внутреннего шнека 24, тде приобретает вращательное движение и под, действием центро бежной силы через окна 40 поступает во внутреннюю полость шнека 23, откуда через кольцевой порог 30 и входы в пакет сепарируюших тарелок 27 параллельными потоками через межтарелочные пространст ва пакета и далее через кольцевой порог 29, через пакет сепарирующих тарелок 26, кольцевой порог 28, пакет сепарируюших тарелок 25, кольцевой порог 33 и окна 38 - в приемник фугата 42. Наиболее 20 крупные фракции твердого осаждаются на стенках корпуса шнека 23 непосредственно в зоне загрузки. Средние по крупности частицы выпадают частично в той же зоне, частично - на пути следования до кольце вого порога 30, Основная же масса мелких частиц с остатками средних фракций осаждается в пакетах сепарируюших тарелок 27, 26 и 25. Роответствую 1 цимподбором параметров последних достигается выделение крупной группы тонких фракций в пакете сепарирующих тарелок 27, срепней по крупности группы мелких фракций - в пакете сепарирующих тарелок 26 и самой тонкой части - в пакете сепарируюших тарелок 25.В результате через кольцевой порог 33 переливается уже осветленная жидкостьфугат, которая через окна 38 поступает в 40 стационарный приемник 42. Крупные исредние фракции твердого осадка разгружаются шнекоР:24 через окна 32 и 37 либо в соответствующий отсек приемника 43 (в случае раздельного использования 45 получаемых фракций осадков ), либо в приемник 44 (в случае обьепиненйя всех фракций),Отделенные в пакетах сепарирующих 50 тарелок 25 - 27 тонкие классы осадков сгущаются, уплотняются и разгружаются соответственно шнеками 21 - 23 через разгрузочные окна 31, 34 и 36 в соответствующий отсек приемника 43 или вприемник 44 при этом осадок, разгружаемый шнеком 22, выходит через окна 36в корпусе 20,Благодаря тому, что каждый из трехклассов тонких фракций осадка сгущаетсяуплотняется и транспортируется изолированно друг от друга и от средних и крупных фракций, создаются особо благоприятные условия для их уплотнения и разгрузки. Кроме того, они транспортируются тремя шнеками, вследствие чего и площадьсгущения, а следовательно, и производительность по твердому при работе на суспензиях с большим содержанием тонкихракций твердой фазы при прочих равныхусловиях увеличивается не менее, чем втри раза.При этом не происходит разжиженияосадка жидкой фазой и влажность его получается минимальной,Помимо этого одновременно можно разделить твердую фазу на четыре класса иболее по крупности и осуществлять тонкуюклассификацию мелких фракций осапка свыделением частиц крупностью менее 23 мкм.Формула изобретения1. Осадительная центрифуга, включающая корпус ротора с разгрузочными окнами, шнек для выгрузки осадка и пакет сепарирующих тарелок, о т л и ч а ю ш а я .с я тем, что, с целью повышения эффективности разделения при выделении двухи более фракций, она снабжена внутреннимшнеком, установленным концентрично в основном и жестко связанным с корпусомротора.2. Центрифуга по п, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что она снабжена рядомдополнительных шнеков, концентрично установленных в основном, причем четные шнеки, начиная от основного, жестко соединены с корпусом ротора, а нечетные -с основным,3. Центрифуга по и. 1, о т л и ч а ющ а я, с я тем, что она снабжена рядомпополнительных пакетов сепарирующих тарелок, расположенных на смежных шнеках.4, Центрифуга по и, 1, о т л и ч а юш а я с я тем, что в корпусе ротора выполнен рял дополнительных разгрузочныхкон для кяжлого ни 1 ека,