Центробежный сепаратор

(51)5 В 04 В 1/08, 11/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК ПАТЕНТУ 1(54) ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ СЕПАРАТОР (57) Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле центробежных сил. Цель изобретения - повыше.ЫХ 1743339 АЗ ние точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора, Центробежный сепаратор содержит ротор, состоящий из крышки 1 и основания 2, связанных между собой зажимным кольцом 3, и имеющий камеру 4 разделения, снабженную трубопроводом 5 для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне, представляющим собой напорный диск 6, устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру 7 последнего, и сообщенную с ней и с камерой разделения отводящие каналы 8 со1743339 средством 9 ограничения величины потока тяжелого компонента, тарелкодержателем 10 и пакетом конических разделительных тарелок 11, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры 12, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала 13 для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости его увеличение, Приемная камера 7 с отводящими каналами 8 размещена внутри ротора и снабжена устИзобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле центробежных сил. Известен центробежный сепаратор, содержащий ротор, имеющий камеру разделения, снабженную трубопроводом для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода мелкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне и устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы со средством ограничения величины потока тяжелого компонента; и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости - его увеличение, и устройство для подачи части отделенного 5 10 15 20 25 30 ройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, состоящим из патрубков 15 и подключенного к ним центрального трубопровода 16, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру 4 разделения, которое следует выполнить в виде отверстия 17, и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную в виде отверстия 18 в центральном трубопроводе 16. 2 з.п, ф-лы, 4 ил,тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную камеру.Известная конструкция центробежного сепаратора не может обеспечить достаточно точное регулирование концентрации тяжелого компонента, поскольку необходимо значительное время на переток тяжелого компонента от устройства для его отвода из ротора к по крайней мере одному каналудля возврата тяжелого компонента в камеру разделения.Цель изобретения - повышение точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора.Для достижения указанной цели в предложенном центробежном сепараторе, содержащем ротор, имеющий камеру разделения, снабженную трубопроводом для подвода разделяемой смеси. устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне и устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы со средством ограничения величины потока тяжелого компонента, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры, служащей для возврата некоторого количества выде5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ленного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения сред.ства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости - его увеличение, и устройство для подачи части отделенного тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную камеру, приемная камера тяжелого компонента с отводными каналами размещена внутри ротора и снабжена устройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру разделения и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную.Средство для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, может быть выполнено в виде отверстия.Устройство для удаления тяжелого компонента из приемной камеры и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, должно состоять из центрально установленного трубопровода и связанных с ним пат. рубков, при этом средство для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную представляет собой отверстие, выполненное в трубопроводе.На фиг, 1 схематично изображен. ротор сепаратора, продольный разрез; на фиг, 2 - часть ротора сепаратора; на фиг. 3 - ротор сепаратора, вариант выполнения; на фиг, 4 - верхняя часть ротора,Центробежный сепаратор содержит ротор, состоящий из крышки 1 и основания 2, связанных между собой зажимным кольцом 3, и имеющий камеру 4 разделения, снабженную трубопроводом 5 для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне, представляющем собой напорный диск 6, устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру 7 последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы 8 со средством 9 ограничения величины потока тяжелого компонента, тарелкодержателем 10 и пакетом конических разделительных тарелок 11, и устройство для рециркуляции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры 12, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала 13 для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости - его увеличение, Приемная камера 7 образована перегородкой 14, которая выполнена конусообразной и укреплена на основании 2 ротора. Кроме того, перегородка выполнена в виде кольцевого диска, прикрепленного в верхней части ротора к стенке канала 8.Приемная камера 7 с отводящими каналами 8 размещена внутри ротора и снабжена устройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в камере разделения, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, состоящим из патрубков 15 и подключенного к ним центрального трубопровода 16,средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру 4 разделения, которое следует выполнить в виде отверстия 17, и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную, которое представляет собой отверстие 18, выполненное в центральном трубопроводе 16. Средство 9 ограничения величины потока тяжелого компонента представляет собой дроссель 19, расположенный на выходном участке каждого отводящего канала 8, Рециркуляционная камера 12 в роторе сепаратораобразована конусообразной перегородкой 20, имеющей размер в радиальном направлении меньший, чем у перегородки 14, и соединенной с ней.Каналы 8 имеют значительно больший диаметр, чем каналы 13. Дроссели 19 в каналах 8 полностью определяют расход через них. Кажды й дроссел ь имеет очень малый размер, поэтому ожидаемые во время работы изменения вязкости отделенного тяжелого компонента, протекающего по каналам 8, не должны влиять в значительной степени на расход через эти каналы,Каждый канал 13 имеет по всей длине проходное сечение настолько малое по отношению к его длине, что на расход отделенного тяжелого компонента через него в значительной степени влияет вязкость этого компонента. При прочих постоянных условиях увеличение вязкости приводит к уменьшению расхода через каналы 13, Концентрично центральному трубопроводу 16 расположены трубопровод 5 для подвода разделяемой смеси и трубопровод 21 для отвода легкого компонента смеси, Центральный трубопровод 16 снабжен клапаном 22 постоянного давления. Подобный клапан может быть установлен и на трубопроводе 21,Трубопровод 5 для подвода разделяемой смеси сообщен через отверстие 22 с центральной впускной камерой 23, Внутри тарелкодержателя 10 к его основанию прикреплены радиальные лопасти 24.Центральная впускная камера 23 сообщается с камерой 4 разделения через промежутки между радиальными лопастями 24 и через отверстия 25 в основании тарелкодержателя.Ротор (фиг. 3) содержит верхнюю тарелку 26, при этом отводящие каналы 8 и каналы 13 для возврата тяжелого компонента расположены между ней и крышкой 1 и образованы, например, посредством радиальных канавок на наружной поверхности указанной тарелки, Ротор также имеет верхнюю кольцевую стенку 27, связанную с крышкой 1 посредством зажимного кольца 28, Приемная камера 7 в данной конструкции образована торцовой стенкой 27 и перегородкой 14. В верхней части ротора укреплены также кольцевые перегородки 29 и 30. Циркуляционная камера 12 образована кольцевой перегородкой 29 и перегородкой 14, Кольцевая перегородка 30 имеет кольцевое переточное отверстие 31 для перетока легкого компонента из камеры 4 разделения в разгрузочную камеру 32, в которой расположен напорный диск 6. Ротор установлен на приводном валу 33.В роторе (фиг. 4) имеется дополнительный элемент, которым является кольцевой золотник 34, способный поворачиваться вокруг собственной оси и оси ротора. Золот 5 10 15 20 25 30 ".:5 40 45 50 55 ник 34 имеет трубчатую часть, расположенную в радиальном направлении между кольцевыми стенками, образующими центральный трубопровод 16 и трубопровод 21 соответственно. На нижнем конце трубчатая часть золотника 34 имеет снаружи кольцевой желоб 35, открытый вверх. Часть элемента, образующего центральный трубопровод 16, входит в этот желоб сверху вниз. Ниже желоба 35 в зоне рециркуляционной камеры 12 трубчатая часть золотника 34 имеет радиальное сквозное отверстие 36. Аналогичное отверстие 37 имеется. с диаметрально противоположной стороны в наружной стенке трубопровода 21, Находящаяся в желобе 35 радиально наружная стенка трубопровода 16 имеет радиальное, сквозное отверстие, представляющее собой упомянутое ранее отверстие 18, через которое часть отделенного тяжелого компонента может перетекать из приемной камеры 7 в рециркуляционную камеру 12. Для обеспечения возможности такого перемещения радиально наружная боковая стенка желоба 35 имеет соответствующее сквозное отверстие 38.Центробежный сепаратор работает следующим образом.Суспензия по трубопроводу 5 поступает во впускную камеру 23, из которой через промежутки между радиальными лопастями 24 и отверстия 25 она перетекает в камеру 4 разделения. В пакете тарелок 11 происходит разделение суспензии, при этом тяжелый компонент собирается в шламовом пространстве ротора, а легкий компонент течет в направлении к оси ротора и непрерывно выводится через напорный диск 6 и трубопровод 21, Тяжелый компонент, накопившийся в шламовом пространстве ротора, поступает в каналы 8 и через них в приемную камеру 7. Из нее тяжелый компонент через патрубки 15 подается в центральный трубопровод 16 и выводится из ротора. Часть тяжелого компонента из этого трубопровода через отверстие 18 поступает в рециркуляционную камеру 12 и из нее по каналам 13 на периферию камеры 4 разделения, Избыточное количество тяжелого компонента перетекает через отверстие 17 обратно в приемную камеру 7,Во время работы сепаратора производится автоматическое регулирование клапана 22 постоянного давления таким образом, чтобы патрубки 15 поддерживали заданный радиальный уровень свободной поверхности тяжелого компонента в приемной камере 7. Длина патрубков в направлении потока настолько мала, что расход компонента че5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 рез них по существу не зависит от случающихся изменений его вязкости.В зависимости от происходящих изменений вязкости (концентрации) тяжелого компонента его поступает в рециркуляционную камеру 12 больше или меньше, при этом тяжелый компонент поступает по каналам 13 в зону осаждения, либо перетекает через отверстие 17 в приемную камеру 7. При увеличении вязкости меньшая часть тяжелого компонента будет течь по каналам 13 и одновременно увеличится его переток через отверстие 17. Таким образом, если вязкость тяжелого компонента и его расход через отверстие 17 увеличиваются,.то увеличивается также и отвод компонента через патрубки 15 и центральный трубопровод 16,При использовании конструкции ротора, изображенной на фиг, 4, золотник 34 в процессе работы находится в показанном положении. При этом отверстия 18 и 38 расположены один напротив другого и, следовательно, возможен сквозной поток из трубопровода 16 в рециркуляционную камеру 12. В то же самое время отверстие 37 закрыто нижней частью золотника 34.При возникновении необходимости очистки ротора сепаратора золотник 34 поворачивают на 180 вокруг его оси, в результате чего нижнее отверстие 36 в золотнике встанет напротив отверстия 37. Одновременно не имеющая отверстия часть боковой стенки желоба 35 закроет отверстие 18. Это предотвратит возврат части жидкости, поступившей в приемную камеру 7 из радиально наружных частей камеры 4 разделения в нее чеоез рециркуляционную камеру 12 и каналы 13. В результате, вся эта жидкость будет выведена из ротора через трубопровод 16,Однако часть тяжелого компонента, выходящей из камеры 4 разделения через переточное отверстие 31, разгрузочную камеру 32 и трубопрнвод 21, поступает через отверстия 37 и 36 в рециркуляционную камеру 12, что обеспечивает промывку этойкамеры и каналов 13.Предложенная конструкция сепараторапозволяет повысить точность регулирования концентрации тяжелого компонента по сравнению с известным сепаратором.Формула изобретения 1, Центробежный сепаратор, содержащий ротор, имеющий камеру разделения, снабженную трубопроводом для подвода разделяемой смеси, устройством для отвода .легкого компонента смеси и поддержания поверхности его на первом радиальном уровне и устройством для отвода тяжелого компонента, содержащим приемную камеру последнего и сообщенные с ней и с камерой разделения отводящие каналы со средством ограничения величины потока тяжелого компонента, и устройство для рециркуля ции части тяжелого компонента, состоящее из расположенной в роторе рециркуляционной камеры, служащей для возврата некоторого количества выделенного тяжелого компонента в камеру разделения выше уровня расположения средства ограничения величины потока тяжелого компонента, и сообщенного с ней по крайней мере одного канала для возврата тяжелого компонента в камеру разделения, имеющего размеры, которые обеспечивают при повышении вязкости выделенного тяжелого компонента уменьшение его потока, а при понижении вязкости - его увеличение, о т ли ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности регулирования концентрации тяжелого компонента, выходящего из ротора, приемная камера тяжелого компонента с отводящими каналами размещена внутри ротора и снабжена устройством для удаления из нее тяжелого компонента и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, средством для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близкой к оси ротора, и образования потока выделенного тяжелого компонента из этой камеры через канал возврата тяжелого компонента в камеру разделения и средством для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную. 2, Сепаратор поп.1,отл ича ю щи йс я тем, что средство для поддержания поверхности тяжелого компонента в рециркуляционной камере на уровне, близком к оси ротора, выполнено в виде отверстия.3. Сепаратор поп.1,отл ича а щи йс я тем, что устройство для удаления тяжелого компонента из приемной камеры и поддержания поверхности слоя тяжелого компонента на втором уровне в приемной камере, расположенном на радиально наружно относительно первого уровня слоя легкого компонента, состоит из центрально установленного трубопровода и связанных с ним патрубков, при этом средство для подачи тяжелого компонента из приемной камеры в рециркуляционную представляет собой отверстие, выполненное в трубопроводе.1743339 14 13 21 г,Ф 4 СоставительГ.ЛошкареваТехред М.Моргентал Корректор Н. Ревск едакт тыль Заказ 2296 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,