RU2067033C1

RU2067033C1 - Centifuge for separation of suspensions

Info

Publication number: RU2067033C1
Application number: RU93010821A
Authority: RU
Inventors: Михаил Иванович Ильин
Original assignee: Михаил Иванович Ильин
Priority date: 1993-03-01
Filing date: 1993-03-01
Publication date: 1996-09-27

Abstract

FIELD: separation of liquid media. SUBSTANCE: invention relates to device for separation of liquid inhomogeneous media in field of centrifugal forces and can be used in various branches of industry. Rotor 4 of centriguge is formed by truncated cone 5, cylindrical drum 11 and conical shell 6. Centriguge is equipped with containers 2 and 3 of liquid and solid phases. Disc blade 10 is used to unload solid phase. EFFECT: expanded application field, increased productivity. 4 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных систем в поле центробежных сил и может быть использовано в различных отраслях промышленности. The invention relates to devices for separating heterogeneous liquid systems in the field of centrifugal forces and can be used in various industries.

Ротор центрифуги выполнен в виде усеченного конуса цилиндрического барабана и конической обечайки. The centrifuge rotor is made in the form of a truncated cone of a cylindrical drum and a conical shell.

Центрифуга снабжена приемником жидкой и твердой фазы, причем для выгрузки твердой фазы применен дисковый нож. Конструкцией ротора предусмотрено получение твердой фазы пониженной влажности за счет ее подсушки в роторе. The centrifuge is equipped with a liquid and solid phase receiver, and a disk knife is used to unload the solid phase. The rotor design provides for the production of a solid phase of low humidity due to its drying in the rotor.

Изобретение поясняется фиг. 1 4. The invention is illustrated in FIG. fourteen.

Центрифуга включает корпус 1 с приемником 2 жидкой фазы и приемником 3 твердой фазы, ротор 4, выполненный в виде усеченного конуса 5 конической обечайки 6, большие основания которых обращены друг к другу, и нож 10, выполненный в виде чаши, имеющей по периметру острую кромку и смонтированной с возможностью ее вращения на оси 7, шарнирно закрепленной вне ротора. Ось 7 установлена с возможностью поворота вокруг опоры 8 в плоскости, расположенной под углом к горизонтали, обеспечивающим выброс твердой фазы в приемник 3. Перемещение ножа осуществляется от привода 9. The centrifuge includes a housing 1 with a liquid phase receiver 2 and a solid phase receiver 3, a rotor 4 made in the form of a truncated cone 5 of the conical shell 6, the large bases of which are facing each other, and a knife 10 made in the form of a bowl having a sharp edge around the perimeter and mounted with the possibility of rotation on the axis 7, pivotally mounted outside the rotor. The axis 7 is mounted with the possibility of rotation around the support 8 in a plane located at an angle to the horizontal, providing a discharge of the solid phase into the receiver 3. The knife is moved from the drive 9.

Между большими основаниями конуса 5 и обечайки 6 установлен цилиндрический барабан 11. Угол наклона образующей конуса к оси вращения больше угла трения осадка. Центрифуга снабжен трубой 12 с шибером 13 для подвод суспензии в ротор. A cylindrical drum 11 is installed between the large bases of the cone 5 and the shell 6. The angle of inclination of the generatrix of the cone to the axis of rotation is greater than the angle of friction of the sediment. The centrifuge is equipped with a pipe 12 with a slide 13 for supplying the suspension to the rotor.

Центрифуга работает следующим образом. The centrifuge operates as follows.

При открытии шибера 13 суспензия по трубе 12 подается во вращающийся ротор 4, начинает вращаться вместе с ротором и под действием касательной составляющей центробежной силы перемещается по рабочей поверхности конуса 5. При этом жидкая фаза частично отделяется от осадка. Дальнейшее перемещение осадка ограничено барабаном 11 и обечайкой 6, при этом осадок скапливается в зоне, ограниченной обечайкой 6, цилиндрическим барабаном 11 и конусом 5. В этой зоне на максимальном радиусе вращения центробежная сила, действующая на продукт, достигает максимума, жидкая фаза интенсивно отделяется от осадка и проходит, при исполнении центрифуги в фильтрующем варианте, через перфорированный барабан 11 и прилегающую к нему часть перфорированного конуса 5 в приемник 2. При этом процесс интенсифицируется и производительность возрастает за счет того, что часть жидкой фазы проходит в приемник 2 через перфорированный барабан 11. Нож 10 в это время находится в отведенном положении. По окончании цикла фуговки чашеобразный нож 10 посредством привода 9 вводится в слой осадка, при этом скорость вращения ротора не снижается, так как нож свободно вращается на оси 7, и, при погружении в слой осадка, он вращается с окружной скоростью, близкой к окружной скорости вращения ротора 4, а увлекаемые им частицы осадка выбрасываются в приемник осадка 3. When the gate 13 is opened, the suspension is fed through the pipe 12 to the rotating rotor 4, begins to rotate together with the rotor and, under the action of the tangential component of the centrifugal force, moves along the working surface of the cone 5. In this case, the liquid phase is partially separated from the sediment. Further movement of the sediment is limited by the drum 11 and the shell 6, while the sediment accumulates in the zone limited by the shell 6, the cylindrical drum 11 and the cone 5. In this zone, the centrifugal force acting on the product reaches its maximum at a maximum radius of rotation, the liquid phase is intensively separated from the sediment also passes, when the centrifuge is in the filter version, through the perforated drum 11 and the adjacent part of the perforated cone 5 into the receiver 2. The process is intensified and the productivity melts due to the fact that part of the liquid phase passes into the receiver 2 through the perforated drum 11. The knife 10 at this time is in the allotted position. At the end of the jointing cycle, the bowl-shaped knife 10 is introduced into the sediment layer by means of a drive 9, while the rotor speed does not decrease, since the knife rotates freely on axis 7, and when immersed in the sediment layer, it rotates at a peripheral speed close to the peripheral speed rotation of the rotor 4, and sediment particles entrained by it are thrown into the sediment receiver 3.

Экономический эффект при внедрении предлагаемой центрифуги может быть получен за счет роста производительности, который обеспечивается увеличением рабочей поверхности ротора и полным удалением осадка из ротора. The economic effect when introducing the proposed centrifuge can be obtained due to productivity growth, which is provided by increasing the working surface of the rotor and the complete removal of sediment from the rotor.

Возможно такое исполнение ротора, при котором, с целью расширения функциональных возможностей путем получения твердой фазы низкой влажности, на торцах цилиндрического барабана 11 установлены кольца 15 и 16, наружный диаметр которых больше диаметра барабана, а между кольцами на внешней поверхности барабана размещены лопатки 14. A rotor design is possible in which, in order to expand functionality by obtaining a solid phase of low humidity, rings 15 and 16 are installed at the ends of the cylindrical drum 11, the outer diameter of which is larger than the diameter of the drum, and vanes 14 are placed between the rings on the outer surface of the drum.

Особенностью работы центрифуги при таком исполнении является интенсивное просасывание воздуха через обезвоженный осадок в третьей заключительной фазе фуговки, что приводит к существенному снижению влажности получаемой твердой фазы, снижению расходов на дальнейшую ее сушку до стандартной влажности. A feature of the centrifuge operation with this design is the intensive suction of air through the dehydrated precipitate in the third final phase of the jointing, which leads to a significant decrease in the moisture content of the obtained solid phase, lowering the cost of its further drying to standard humidity.

Возможно также такое исполнение ротора, когда с целью повышения производительности путем увеличения рабочей поверхности ротора, длина цилиндрического барабана 11 больше описанной выше. Это исполнение показано на фиг. 2. В этом случае линии сопряжения конуса 5 и обечайки 6 с цилиндрическим барабаном 11 являются частью ломаной, описанной в диаметральном сечении ротора вокруг центральной проекции дискового ножа в его крайне левой и крайне правом положении, а ось 7 ножа 10 выполнена с возможностью продольного перемещения параллельно образующей цилиндрического барабана с помощью привода 17. It is also possible such a design of the rotor, when in order to increase productivity by increasing the working surface of the rotor, the length of the cylindrical drum 11 is greater than described above. This embodiment is shown in FIG. 2. In this case, the interface lines of the cone 5 and the shell 6 with the cylindrical drum 11 are part of a broken line described in the diametrical section of the rotor around the central projection of the disk knife in its extreme left and rightmost position, and the axis 7 of the knife 10 is made with the possibility of longitudinal movement in parallel forming a cylindrical drum using a drive 17.

Особенностью работы центрифуги при таком исполнении является то, что в режиме выгрузки осадка нож 10 после заглубления его в слой осадка с помощью поворота приводом 9 оси 7 в крайне правом положении перемещается влево параллельно образующей цилиндрического барабана 11 до крайне левого его положения с помощью привода 17. При этом осадок, увлекаемый ножом 10, следует в приемник 3 твердой фазы. По достижении крайне левого положения продольное перемещение ножа прекращается, он отводится от рабочей поверхности ротора поворотом оси 7 с помощью привода 9, после чего приводом 17 нож отводится в крайне правое исходное положение. A feature of the centrifuge operation with this design is that in the sediment unloading mode, the knife 10, after deepening it into the sediment layer by turning the axis 9 with the drive 9 in the extreme right position, moves to the left parallel to the cylindrical drum 11 to its extreme left position using the drive 17. In this case, the precipitate carried away by the knife 10, follows in the receiver 3 of the solid phase. Upon reaching the extreme left position, the longitudinal movement of the knife is stopped, it is withdrawn from the working surface of the rotor by turning the axis 7 using the drive 9, after which the knife 17 is retracted to the far right starting position by the drive 17.

При исполнении центрифуги в осадительном варианте усеченный конус 5 и барабан 11 выполняются сплошными, а для отвода жидкой фазы предусмотрены отверстия 18, выполненные в обечайке 6 у ее внутреннего края (фиг. 3). When the centrifuge is in the precipitation version, the truncated cone 5 and the drum 11 are continuous, and holes 18 are provided for removing the liquid phase in the shell 6 at its inner edge (Fig. 3).

Для отвода жидкой фазы могут быть использованы также такие известные устройства, как отсосная трубка или напорный диск. Known devices such as a suction tube or pressure disk can also be used to drain the liquid phase.

В таком исполнении центрифуга работает следующим образом. Суспензия подается в ротор по трубе 12 и, приобретая окружную скорость ротора, разделяется под действием центробежной силы на твердую фазу (осадок 19) и жидкую фазу (оттек 20), как показано на фиг. 3. In this design, the centrifuge operates as follows. The suspension is fed into the rotor through the pipe 12 and, acquiring the peripheral speed of the rotor, is separated by centrifugal force into a solid phase (sediment 19) and a liquid phase (outflow 20), as shown in FIG. 3.

Жидкая фаза по отверстиям 18 отводится в приемник жидкой фазы 2. Когда слой осадка будет достаточно большим, а его внутренний радиус достигнет радиуса расположения отверстий 18, подача суспензии по трубе 12 прекращается закрытием шибера 13. The liquid phase through the holes 18 is discharged to the receiver of the liquid phase 2. When the sediment layer is large enough and its inner radius reaches the radius of the holes 18, the flow of the suspension through the pipe 12 is stopped by closing the gate 13.

После этого осадок 19 удаляется из ротора с помощью дискового ножа 10 с использованием привода 9 и привода 17, как описано выше. After that, the sediment 19 is removed from the rotor using a circular knife 10 using the actuator 9 and the actuator 17, as described above.

Возможна также такая форма ротора центрифуги (фиг. 4), когда с целью более эффективного удаления осадка из ротора его внутренняя поверхность выполнена криволинейной, описанной в диаметральном сечении ротора вокруг центральной проекции дискового ножа 5 в положении максимального приближения последнего к внутренней поверхности ротора. ЫЫЫ2 Such a shape of the centrifuge rotor is also possible (Fig. 4), when, in order to more efficiently remove sediment from the rotor, its inner surface is made curved, described in the diametrical section of the rotor around the central projection of the disk knife 5 in the position of the maximum approximation of the latter to the inner surface of the rotor. YYY2

Claims

1. A centrifuge for separating suspensions, including a housing with receivers of liquid and solid phase, a rotor in the form of a truncated cone with a conical shell, the large bases of which are facing each other, made in the form of a bowl with a sharp edge around the perimeter of a circular knife mounted for rotation on an axis pivotally mounted outside the rotor, providing for the unloading of the solid phase, characterized in that a cylindrical drum is installed in the rotor between the large bases of the cone and the shell, while in the diametrical section of the rotor The truncated cone, drum, and conical shell edges are a broken line described around the central projection of the disk knife from one or two sides in the position of the latter approaching the inner surface of the rotor as close as possible.

2. The centrifuge according to claim 1, characterized in that rings are installed on the ends of the cylindrical drum, the outer diameter of which is larger than the diameter of the drum, and vanes are placed between the rings on the outer surface of the drum.

3. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the axis of the circular knife is made with the possibility of its longitudinal movement parallel to the generatrix of the cylindrical drum.

4. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the inner surface of the rotor is made curved, described in the diametrical section of the rotor around the central projection of the disk knife in the position of the closest approximation of the latter to the inner surface of the rotor.