Изобретение относится к оборудованию для разделения суспензий в поле действия центробежных сил. The invention relates to equipment for the separation of suspensions in the field of action of centrifugal forces.
Известен центробежный сепаратор, содержащий питающую трубу, введенную внутрь тарелкодержателя для подвода исходной суспензии, устройство для вывода осветленной суспензии, ротор, включающий в себя основание, установленные по посадке на ребрах тарелкодержателя пакет тарелок с наружными и внутренними отбортовками и крышку [1]
Недостатком такого сепаратора является то, что при его определенной производительности уровень исходной суспензии, поданной по питающей трубе внутрь тарелкодержателя, достигает внутренней переливной кромки тарелкодержателя и через зазор между нею и наружной поверхностью неподвижной питающей трубы поступает в зону для вывода фугата (осветленной жидкости). По этой причине, а также из-за перегрузки нижних межтарелочных зазоров ротора содержание твердой фазы в фугате превышает допустимые нормы.Known centrifugal separator containing a feed pipe inserted inside the plate holder for supplying the initial suspension, a device for outputting clarified suspension, a rotor including a base, a package of plates with external and internal flanges installed on landing on the edges of the holder, and a lid [1]
The disadvantage of such a separator is that, at its specific capacity, the level of the initial suspension, fed through the feed pipe into the tray holder, reaches the inner overflow edge of the tray holder and through the gap between it and the outer surface of the stationary feed pipe enters the zone for withdrawing the centrate (clarified liquid). For this reason, and also because of the overload of the lower inter-plate rotor clearances, the solids content in the centrate exceeds the permissible norms.
Цель изобретения заключается в увеличении производительности сепаратора. The purpose of the invention is to increase the performance of the separator.
Указанная цель достигается тем, что в центробежном сепараторе, содержащем питающую трубу, введенную внутрь тарелкодержателя для подвода исходной суспензии, устройство для вывода осветленной суспензии, ротор, включающий в себя основание, установленные по посадке на ребрах тарелкодержателя пакет тарелок с наружными и внутренними отбортовками и крышку, на внутренних отбортовках тарелок и в крышке между ребрами тарелкодержателя выполнены пазы, причем размер пазов в радиальном направлении на части пакета увеличивается на тарелках от нижней тарелки к крышке, а размер пазов в крышке равен максимальному размеру пазов в тарелках. This goal is achieved by the fact that in a centrifugal separator containing a feed pipe inserted inside the plate holder for supplying the initial suspension, a device for outputting the clarified suspension, a rotor including a base, a package of plates with external and internal flanges installed on landing on the edges of the plate holder, and a cover , on the inner flanges of the plates and in the lid between the ribs of the plate holder, grooves are made, and the size of the grooves in the radial direction on the part of the package increases on the plates from the bottom minutes to the cover plates, and the size of the slots in the cover equal to the maximum size of the grooves in the plates.
На фиг. 1 представлен в разрезе предлагаемый центробежный сепаратор: стрелками _→ обозначено движение в роторе исходной суспензии; ···_→ вывод фугата (осветленной суспензии); ___-L вывод тяжелой фазы; на фиг.2 - сечение А-А по одному из сопел для вывода тяжелой фазы; на фиг.3 сечение Б-Б по пазам крышки; на фиг.4 сечение В-В по пазам одной из тарелок. Фигуры 2,3 и 4 даны в увеличенном масштабе. На фигурах 3 и 4 слева от оси изображен один паз между соседними ребрами тарелкодержателя, справа от оси как вариант три паза. In FIG. 1 shows a sectional view of the proposed centrifugal separator: arrows _ → indicate the movement in the rotor of the initial suspension; ··· _ → withdrawal of the centrate (clarified suspension); ___- L heavy phase output; figure 2 is a section aa along one of the nozzles for outputting the heavy phase; figure 3 section BB on the grooves of the cover; figure 4 section bb in the grooves of one of the plates. Figures 2,3 and 4 are given on an enlarged scale. In figures 3 and 4 to the left of the axis shows one groove between adjacent ribs of the plate holder, to the right of the axis as an option three grooves.
Центробежный сепаратор включает в себя ротор, имеющий основание 1, крышку 2, тарелкодержатель 3, внутри которого размещена неподвижная питающая труба 4, а снаружи пакет тарелок 5 с расположенными в них по окружности отверстиями, образующими с отверстиями в тарелкодержателе вертикальные каналы 6. Для выдачи осветленной суспензии (фугата) имеется устройство в виде напорного неподвижного диска 7, а для вывода тяжелой фазы сопла в виде мундштуков 8 с фильерами 9. В шламовом пространстве ротора расположены трубки 10 для подвода тяжелой фазы к соплам. Крышка 2 и пакет тарелок 5 фиксируются на ребрах 11 тарелкодержателя 3 по посадке и ориентируются в плане с помощью шпонки 12. Тарелки 5 имеют внутренние 13 и наружные 14 отбортовки. На внутренних отбортовках 13 тарелок выполнены пазы 15 между ребрами 11 тарелкодержателя 3, причем между соседними ребрами может быть как один паз, так и несколько. Размер пазов 15 в радиальном направлении размер "а" на части пакета увеличивается на отбортовках 13 тарелок 5 от нижней тарелки к крышке 2 по определенной закономерности, зависящей от производительности сепаратора и его конструктивных особенностей. В крышке 2 выполнены пазы 16, которые в радиальном направлении имеют размер, равный максимальному размеру пазов 15 в тарелках, ближайших к крышке. Необходимо отметить существенную возможность повышения производительности центробежных сепараторов за счет увеличения максимального диаметра напорного диска. В этом случае соответственно увеличиваются размеры пазов на тарелках и крышке (в радиальном направлении). Пазы выходят за пределы внутренних отбортовок на коническую часть тарелок. The centrifugal separator includes a rotor having a base 1, a cover 2, a plate holder 3, inside which a stationary supply pipe 4 is placed, and on the outside a package of plates 5 with holes located around them, forming vertical channels 6 with holes in the plate holder. suspension (centrate) there is a device in the form of a fixed pressure disk 7, and for outputting the heavy phase of the nozzle in the form of mouthpieces 8 with dies 9. In the sludge space of the rotor there are tubes 10 for supplying the heavy phase to the nozzles . The cover 2 and the package of plates 5 are fixed on the ribs 11 of the holder 3 of the landing and are oriented in plan using the keys 12. The plates 5 have an inner 13 and an outer 14 flanging. On the inner flanges 13 of the plates, grooves 15 are made between the ribs 11 of the tray holder 3, and there can be either one groove or several between adjacent ribs. The size of the grooves 15 in the radial direction, the size "a" on the part of the package increases on the flanges of 13 plates 5 from the lower plate to the lid 2 according to a certain regularity, depending on the performance of the separator and its design features. In the lid 2, grooves 16 are made, which in the radial direction have a size equal to the maximum size of the grooves 15 in the plates closest to the lid. It should be noted a significant opportunity to increase the performance of centrifugal separators by increasing the maximum diameter of the pressure disk. In this case, the dimensions of the grooves on the plates and the lid (in the radial direction) increase accordingly. The grooves extend beyond the inner flanges to the conical part of the plates.
Центробежный сепаратор работает следующим образом. Исходная суспензия по питающей трубе 4 поступает во внутреннюю полость тарелкодержателя 3, где раскручивается до рабочих оборотов ротора. Суспензия входит в вертикальные каналы 6, образованные отверстиями в тарелкодержателе 3 и тарелках 5, и растекается по межтарелочным зазорам пакета тарелок. В межтарелочных зазорах суспезия разделяется. Сгущенная фаза, осаждаясь на внутренней конической поверхности тарелок, сползает в шламовое пространство к периферии ротора, уплотняется и поступает в трубки 10. Двигаясь по ним, сгущенная фаза достигает мундштуков 8 и удаляется из ротора через отверстия в фильерах 9. Осветленная суспензия, двигаясь к центру ротора около наружной конической поверхности тарелок, достигает пазов 15, выполненных в отбортовках 13 тарелок 5, и перемещается вертикально вверх к пазам 16 в крышке 2. Пройдя пазы 16, фугат набегает на ребра напорного неподвижного диска 7 и выводится из ротора под давлением. Centrifugal separator operates as follows. The initial suspension through the supply pipe 4 enters the internal cavity of the plate holder 3, where it is untwisted to the working speed of the rotor. The suspension enters the vertical channels 6 formed by the holes in the plate holder 3 and plates 5, and spreads along the inter-plate gaps of the plate package. In the inter-plate gaps, the suspension is separated. The condensed phase, deposited on the inner conical surface of the plates, slides into the sludge space to the periphery of the rotor, compacts and enters the tubes 10. Moving along them, the condensed phase reaches the mouthpieces 8 and is removed from the rotor through holes in the nozzles 9. The clarified suspension, moving to the center the rotor near the outer conical surface of the plates, reaches the grooves 15 made in the flanges 13 of the plates 5, and moves vertically upward to the grooves 16 in the lid 2. Having passed the grooves 16, the centrate runs on the ribs of the stationary pressure disk 7 and Displayed under pressure from the rotor.
Как видим, фугат движется вертикально вверх между ребрами 11 тарелкодержателя 3 (по фугатным каналам), не по внутреннему диаметру отбортовок тарелок, как это было в прототипе, а на большем радиусе по пазам 15 и 16. Соответственно этому смещается на больший радиус и свободный уровень исходной суспензии внутри тарелкодержателя, так как перепад давлений для обеспечения стандартной производительности сепаратора одинаков для прототипа и предложенного сепаратора. При таком смещении прекращается поступление исходной суспензии в зону выдачи фугата через зазор между неподвижной трубой 4 и охватывающей ее горловиной тарелкодержателя 3, что позволяет увеличить производительность предложенного сепаратора до тех пор, пока свободный уровень фугата не сместится в фугатные каналы (между ребрами 11 тарелкодержателя) и не станет соответствовать его уровню в прототипе на стандартной производительности. При этом необходимо учесть, что существенным в предложенной конструкции является увеличение размеров пазов 15 в тарелках 5 в радиальном направлении (размер "а") на части пакета от нижней тарелки к крышке. Изменяется гидравлическое сопротивление межтарелочных зазоров по высоте части пакета: межтарелочные зазоры в нижней части пакета имеют большее гидравлическое сопротивление, чем в остальной, причем, чем ниже тарелка, тем большее сопротивление имеет межтарелочный зазор. Это способствует более равномерному распределению исходной суспензии по высоте пакета по межтарелочным зазорам, а, значит, также способствует и увеличению производительности сепаратора. ЫЫЫ2 As you can see, the centrate moves vertically upward between the ribs 11 of the plate holder 3 (along the centrate channels), not along the inner diameter of the plate flanges, as it was in the prototype, but at a larger radius along the grooves 15 and 16. Accordingly, this shifts to a larger radius and free level the initial suspension inside the plate holder, since the pressure drop to ensure standard performance of the separator is the same for the prototype and the proposed separator. With this displacement, the initial suspension ceases to enter the centrate discharge zone through the gap between the stationary pipe 4 and the plate holder 3 covering it, which allows increasing the productivity of the proposed separator until the free level of the centrate is shifted into the centered channels (between the plate holder ribs 11) and will not match its level in the prototype at standard performance. It should be borne in mind that what is essential in the proposed design is an increase in the size of the grooves 15 in the plates 5 in the radial direction (size "a") on the part of the package from the lower plate to the lid. The hydraulic resistance of the inter-gap gaps varies along the height of the part of the packet: the inter-gap gaps in the lower part of the packet have a greater hydraulic resistance than in the rest, and the lower the plate, the greater the resistance of the inter-gap gap. This contributes to a more uniform distribution of the initial suspension along the height of the package along the inter-plate gaps, and, therefore, also contributes to an increase in the performance of the separator. YYY2