[go: up one dir, main page]

RU2080188C1 - Centrifuge for separating liquid inhomogeneous mixture - Google Patents

Centrifuge for separating liquid inhomogeneous mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2080188C1
RU2080188C1 RU95107412A RU95107412A RU2080188C1 RU 2080188 C1 RU2080188 C1 RU 2080188C1 RU 95107412 A RU95107412 A RU 95107412A RU 95107412 A RU95107412 A RU 95107412A RU 2080188 C1 RU2080188 C1 RU 2080188C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rotor
heavy fraction
chamber
fraction
centrifuge
Prior art date
Application number
RU95107412A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU95107412A (en
Inventor
Виктор Сергеевич Скачков
Original Assignee
Виктор Сергеевич Скачков
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Виктор Сергеевич Скачков filed Critical Виктор Сергеевич Скачков
Priority to RU95107412A priority Critical patent/RU2080188C1/en
Publication of RU95107412A publication Critical patent/RU95107412A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2080188C1 publication Critical patent/RU2080188C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)

Abstract

FIELD: separating materials. SUBSTANCE: centrifuge has housing, conical rotor mounted on the vertical shaft and provided with a cover with an opening for discharging heavy fraction, baffle that underlies the cover and defines a chamber for discharging heavy fraction together with the cover connected with the zone of separating of the rotor through an opening, pipe for discharging light fraction from the zone of separation, transporting means positioned in the bottom portion of the rotor and used for supplying initial mixture, and fixed tubular scraper member for moving the heavy fraction in the chamber. The centrifuge is provided with a device for supplying compressed air to the chamber for discharging heavy fraction. The fixed tubular scraper member is connected to the device and is provided with a facility for control of the flow rate of the gas supplied to the zone of the chamber arranged near the opening. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к центрифугам для разделения жидких неоднородных систем, в особенности к центрифугам для разделения эмульсии, или суспензии, или их смеси, обеспечивающим регулировку и достижение оптимальных значений основных технологических показателей процесса разделения смеси без его остановки, и может быть использовано в химической, фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности. The invention relates to centrifuges for separating liquid heterogeneous systems, in particular to centrifuges for separating an emulsion, or suspension, or a mixture thereof, providing adjustment and achievement of optimal values of the main technological parameters of the process of separation of the mixture without stopping it, and can be used in chemical, pharmaceutical, food and other industries.

Известна центрифуга для разделения жидкой неоднородной смеси, включающая корпус со сборниками легкой и тяжелой фракций с отводящими патрубками, конический ротор с зоной разделения, имеющий цапфы и снабженный крышкой с переливным отверстием, и устройство выгрузки осадка, состоящее из радиально расположенных в роторе отводящих патрубков и связанного с ними трубопровода, размещенного по оси ротора внутри одной из цапф, при этом в отводящих патрубках укреплены трубки с отверстиями для подвода сжатого воздуха в полость патрубков, обеспечивающего эрлифтную выгрузку осадка [1] Размещенные в роторе отводящие патрубки вместе с трубками подачи сжатого воздуха установлены с возможностью вращения с угловой скоростью, отличной от угловой скорости ротора, для взрыхления осадка. Расход удаляемого из ротора осадка регулируется путем изменения объема воздуха, подаваемого в центрифугу. A known centrifuge for separating a heterogeneous liquid mixture, comprising a housing with collectors of light and heavy fractions with outlet pipes, a conical rotor with a separation zone, having trunnions and equipped with a cover with an overflow hole, and a sediment discharge device consisting of outlet pipes radially located in the rotor and connected with them a pipe placed along the rotor axis inside one of the pins, while in the outlet pipes are strengthened tubes with holes for supplying compressed air to the cavity of the pipes, providing airlift discharge sludge [1] The discharge pipes located in the rotor together with the compressed air supply pipes are mounted for rotation with an angular speed different from the angular velocity of the rotor to loosen the sludge. The flow rate of sediment removed from the rotor is controlled by changing the volume of air supplied to the centrifuge.

Недостатком центрифуги является малая производительность, обусловленная взрыхлением осадка непосредственно в зоне разделения ротора, что приводит к попаданию твердых частиц в легкую фракцию, ухудшая ее осветление. The disadvantage of the centrifuge is its low productivity, due to the loosening of the sediment directly in the separation zone of the rotor, which leads to the ingress of solid particles into the light fraction, impairing its clarification.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является центрифуга для разделения жидкой неоднородной смеси, содержащая корпус, имеющий приемную камеру смеси и сборники легкой и тяжелой фракций с отводными патрубками, установленный на вертикальном валу конический ротор, снабженный крышкой, имеющей переливное отверстие для отвода тяжелой фракции, расположенной под крышкой перегородкой, образующей с крышкой камеру отбора тяжелой фракции, сообщенную с зоной разделения ротора посредством переточного отверстия, трубкой для отвода легкой фракции из зоны разделения, транспортирующим средством, расположенным в нижней части ротора и служащим для подвода исходной смеси, и неподвижный трубчатый скребковый элемент для перемешивания тяжелой фракции в камере ее отбора [2] Тяжелая фракция выводится из камеры ее отбора двумя потоками: из периферийной зоны через канал неподвижного трубчатого скребкового элемента, а из приосевой зоны через переливное отверстие крышки. Регулировка потока тяжелой фракции, выводимого через канал неподвижного трубчатого скребкового элемента, позволяет изменять суммарный объемный расход этой фракций без остановки вращения ротора и, следовательно, обеспечить достижение оптимальных значений, например, степени извлечения и коэффициента сгущения твердых частиц суспензии. The closest technical solution to the invention is a centrifuge for separating a heterogeneous liquid mixture, comprising a housing having a receiving chamber of the mixture and collectors of light and heavy fractions with branch pipes, a conical rotor mounted on a vertical shaft, equipped with a cover having an overflow hole for the removal of the heavy fraction located under the lid, a partition forming a lid of heavy fraction selection with the lid, connected to the rotor separation zone by means of a transfer hole, with a drain pipe a light fraction from the separation zone, a conveyor located at the bottom of the rotor and serving to supply the initial mixture, and a fixed tubular scraper element for mixing the heavy fraction in its selection chamber [2] The heavy fraction is removed from its selection chamber in two streams: from the peripheral zone through the channel of the stationary tubular scraper element, and from the axial zone through the overflow hole of the cover. Adjusting the flow of the heavy fraction discharged through the channel of the fixed tubular scraper element allows one to change the total volumetric flow rate of this fraction without stopping the rotation of the rotor and, therefore, to achieve optimal values, for example, the degree of extraction and the coefficient of concentration of solid particles of the suspension.

Недостатком центрифуги является малая производительность, обусловленная уменьшением потока тяжелой фракции, выводимого через канал неподвижного трубчатого скребкового элемента, при увеличении концентрации твердых частиц в нем, вплоть до полной забивки этого канала и переточного отверстия осадком. Это обусловлено увеличением плотности и вязкости тяжелой фракции и приводит к необходимости остановки процесса разделения смеси для механической очистки канала неподвижного трубчатого скребкового элемента и переточного отверстия от осадка. The disadvantage of the centrifuge is its low productivity, due to the decrease in the flow of the heavy fraction discharged through the channel of the stationary tubular scraper element, with an increase in the concentration of solid particles in it, up to the complete clogging of this channel and the overflow hole with sediment. This is due to an increase in the density and viscosity of the heavy fraction and leads to the necessity of stopping the process of separation of the mixture for mechanical cleaning of the channel of the stationary tubular scraper element and the overflow hole from the sediment.

Технический результат изобретения заключается в увеличении производительности центрифуги за счет вдувания сжатого газа в тяжелую фракцию в камере ее отбора, что приводит к изменению плотности газожидкостной смеси и объемного расхода тяжелой фракции в этой камере. При этом тяжелую фракцию выводят из камеры ее отбора только через переливное отверстие крышки в виде единого потока, непрерывно перемешиваемого неподвижным трубчатым скребковым элементом, через канал которого непрерывно с регулируемым расходом вдувают сжатый газ. Это обеспечивает независимость регулировки объемного потока тяжелой фракции от ее плотности и вязкости и увеличивает диапазон этой регулировки. Кроме того, производительность центрифуги увеличивается за счет непрерывной внутрироторной рециркуляции части потока тяжелой вокруг перегородки между камерой отбора тяжелой фракции и зоной разделения ротора. Это способствует выводу более крупных и тяжелых твердых частиц из-за увеличения скорости их витания в камере отбора тяжелой фракции и предотвращает забивку осадком переточного отверстия. The technical result of the invention is to increase the productivity of the centrifuge due to the injection of compressed gas into the heavy fraction in the chamber of its selection, which leads to a change in the density of the gas-liquid mixture and the volumetric flow rate of the heavy fraction in this chamber. In this case, the heavy fraction is removed from its selection chamber only through the overflow opening of the lid in the form of a single stream continuously mixed by a fixed tubular scraper element, through which a compressed gas is continuously blown with a controlled flow rate. This ensures that the regulation of the volumetric flow of the heavy fraction is independent of its density and viscosity and increases the range of this adjustment. In addition, the performance of the centrifuge is increased due to the continuous intra-rotor recirculation of a portion of the heavy stream around the partition between the heavy fraction collection chamber and the rotor separation zone. This contributes to the withdrawal of larger and heavier solid particles due to an increase in the rate of their soaring in the selection chamber of the heavy fraction and prevents the sediment from clogging the overflow hole.

Технический результат достигается в предлагаемой центрифуге для разделения жидкой неоднородной смеси, включающей корпус, имеющий приемную камеру смеси и сборники легкой и тяжелой фракций с отводными патрубками, установленный на вертикальном валу конический ротор, снабженный крышкой, имеющей переливное отверстие для отвода тяжелой фракции, расположенной под крышкой перегородкой, образующей с крышкой камеру отбора тяжелой фракции, сообщенную с зоной разделения ротора посредством переточного отверстия, трубкой для отвода легкой фракции из зоны разделения, транспортирующим средством, расположенным в нижней части ротора и служащим для подвода исходной смеси, и неподвижный трубчатый скребковый элемент для перемешивания тяжелой фракции в камере ее отбора, за счет того, что центрифуга снабжена устройством для подачи сжатого газа в камеру отбора тяжелой фракции, при этом неподвижный трубчатый скребковый элемент подключен к этому устройству и снабжен средством для регулирования количества подаваемого газа в зону камеры, расположенную у переточного отверстия. Кроме того, ротор снабжен расположенным под перегородкой и установленным на валу диском с радиальными ребрами, служащим для рециркуляции тяжелой фракции из камеры ее отбора в зону разделения ротора, при этом перегородка имеет переливное отверстие для протока этой фракции, ось которого расположена на радиусе от оси вращения ротора, который меньше радиуса расположения оси входного отверстия трубки для отвода легкой фракции и больше радиуса переливного отверстия для отвода тяжелой фракции крышки. The technical result is achieved in the proposed centrifuge for separating a heterogeneous liquid mixture, comprising a housing having a receiving chamber of the mixture and collectors of light and heavy fractions with branch pipes, a conical rotor mounted on a vertical shaft, equipped with a cover having an overflow hole for removal of the heavy fraction located under the cover a partition forming a heavy fraction sampling chamber with a lid in communication with the rotor separation zone by means of a transfer hole, and a pipe for removing the light fraction and from the separation zone, a transporting device located in the lower part of the rotor and serving to supply the initial mixture, and a stationary tubular scraper element for mixing the heavy fraction in its selection chamber, due to the fact that the centrifuge is equipped with a device for supplying compressed gas to the heavy selection chamber fractions, while a stationary tubular scraper element is connected to this device and is equipped with a means for regulating the amount of gas supplied to the chamber area located at the transfer hole. In addition, the rotor is equipped with a disk with radial ribs located under the baffle and mounted on the shaft, which serves to recirculate the heavy fraction from its selection chamber into the rotor separation zone, while the baffle has an overflow hole for the flow of this fraction, the axis of which is located at a radius from the axis of rotation the rotor, which is smaller than the radius of the axis of the inlet of the tube for removal of the light fraction and more than the radius of the overflow hole for removal of the heavy fraction of the cover.

На фиг. 1 схематично изображена центрифуга для разделения жидкой неоднородной смеси, общий вид; на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1. In FIG. 1 schematically shows a centrifuge for separating a heterogeneous liquid mixture, general view; in FIG. 2, section AA in FIG. one.

Центрифуга для разделения жидкой неоднородной смеси содержит корпус 1, имеющий приемную камеру 2 смеси и сборники легкой 3 и тяжелой 4 фракций с отводными патрубками 5, установленный на вертикальном валу 6 конический ротор 7, снабженный крышкой 8, имеющей переливное отверстие 9 радиуса r3 для отвода тяжелой фракции, расположенной под крышкой 8 перегородкой 10, образующей с крышкой 8 камеру 11 отбора тяжелой фракции, сообщенную с зоной разделения 12 ротора 7 посредством переточного отверстия 13, расположенного на радиусе r1 от оси вращения ротора 7, трубкой 14 для отвода легкой фракции из зоны разделения 12, транспортирующим средством 15, расположенным в нижней части ротора 7 и служащим для подвода исходной смеси, и неподвижный трубчатый скребковый элемент 16 для перемешивания тяжелой фракции в камере 11 ее отбора. Центрифуга снабжена устройством 17, например, газовым компрессором для подачи сжатого газа в камеру 11 отбора тяжелой фракции, при этом неподвижный трубчатый скребковый элемент 16 подключен к этому устройству 17 и снабжен средством 18, например, вентилем, для регулирования количества подаваемого газа в зону 19 камеры 11, расположенную у переточного отверстия 13. Ротор 7 снабжен расположенным под перегородкой 10 и установленным на валу 6 диском 20 с радиальными ребрами 21, служащим для рециркуляции тяжелой фракции из камеры 11 от отбора в зону разделения 12 ротора 7, при этом перегородка 10 имеет переливное отверстие 22 для протока этой фракции, ось которого расположена на радиусе r4 от оси вращения ротора 7, который меньше радиуса r5 расположения оси входного отверстия 23 трубки 14 для отвода легкой фракции и больше радиуса r3 переливного отверстия 9 для отвода тяжелой фракции крышки 8. Закрепленный на корпусе 1 неподвижный трубчатый скребковый элемент 16 имеет канал 24 для протока сжатого газа с входным 25 и выходным 26 отверстиями. Расположенное снаружи корпуса 1 входное отверстие 25 с помощью средства 18 сообщается с нагнетательным патрубком 27 устройства 17, а размещенное в зоне 19 камеры 11 выходное отверстие 26 расположено на радиусе r2 от оси вращения ротора 7, который больше радиуса r1. Приемная камера 2 имеет входные патрубки 28, а в верхней части корпуса 1 закреплены подшипниковая опора 29 и привод 30, который через муфту 31 сочленяется с закрепленным в подшипниковой опоре 29 валом 6, имеющем в нижней части мешалку 32. Размещенная в камере 11 часть неподвижного трубчатого скребкового элемента 16 выполнена в виде радиально расположенной пустотелой пластины с обтекаемым в направлении стрелки Б профилем, в периферийной части которой расположено выходное отверстие 26 канала 24.A centrifuge for separating a liquid heterogeneous mixture contains a housing 1 having a receiving chamber 2 of the mixture and collectors of light 3 and heavy 4 fractions with branch pipes 5, a conical rotor 7 mounted on a vertical shaft 6, equipped with a cover 8 having an overflow hole 9 of radius r 3 for outlet heavy fraction located under the lid 8 by a partition 10, forming with the lid 8 a heavy fraction selection chamber 11 in communication with the separation zone 12 of the rotor 7 by means of a transfer hole 13 located at a radius r 1 from the axis of rotation of the rotor 7, tr a plug 14 for removing the light fraction from the separation zone 12, a conveying means 15 located in the lower part of the rotor 7 and serving to supply the initial mixture, and a stationary tubular scraper element 16 for mixing the heavy fraction in the chamber 11 for its selection. The centrifuge is equipped with a device 17, for example, a gas compressor for supplying compressed gas to the heavy fraction extraction chamber 11, while a fixed tubular scraper element 16 is connected to this device 17 and provided with means 18, for example, a valve, for regulating the amount of gas supplied to the chamber zone 19 11, located at the overflow hole 13. The rotor 7 is equipped with a disk 20 with radial ribs 21 located under the baffle 10 and mounted on the shaft 6, which serves to recycle the heavy fraction from the chamber 11 from the selection into the zone divided I 12 of the rotor 7, the partition 10 has an overflow outlet 22 for the flow of the fraction, the axis of which is located at a radius r 4 from the rotor axis of rotation 7 which is smaller than the radius r 5 of the input axis of the opening arrangement 23 of the tube 14 for discharging the light fraction and larger than the radius r 3 overflow holes 9 for removal of the heavy fraction of the cover 8. Fixed on the housing 1 fixed tubular scraper element 16 has a channel 24 for the flow of compressed gas with inlet 25 and outlet 26 openings. The inlet 25 located outside the housing 1 is in communication with the discharge pipe 27 of the device 17 by means of 18, and the outlet 26 located in the zone 19 of the chamber 11 is located on a radius r 2 from the axis of rotation of the rotor 7, which is larger than the radius r 1 . The receiving chamber 2 has inlet pipes 28, and a bearing support 29 and a drive 30 are fixed in the upper part of the housing 1, which is coupled through a sleeve 31 to a shaft 6 fixed in the bearing support 29, which has a mixer 32 in the lower part. A part of the fixed tubular the scraper element 16 is made in the form of a radially located hollow plate with a profile streamlined in the direction of arrow B, in the peripheral part of which there is an outlet 26 of the channel 24.

Центрифуга для разделения жидкой неоднородной смеси работает следующим образом. A centrifuge for separating a liquid heterogeneous mixture operates as follows.

Исходную суспензию или несмешивающиеся жидкости по входным патрубкам 28 подают в приемную камеру 2, где они перемешиваются мешалкой 32. В результате этого образуется жидкая неоднородная в общем случае трехфазная смесь (система), состоящая из одной жидкости сплошной фазы, другой жидкости - дисперсной фазы и взвешенных в обеих жидкостях твердых частиц, т. е. смесь эмульсии с суспензией. Перемешивание смеси способствует интенсификации массо-обмена как между двумя не смешивающимися жидкостями для массопереноса целевого компонента в процессе экстракции, так и между исходной суспензией и раствором коагулянта (флокулянта) для ускорения последующего разделения суспензии. Из приемной камеры 2 исходная смесь транспортирующим средством 15 направляется внутрь вращающегося ротора 7, где в зоне разделения 12 под действием центробежной силы она разделяется на легкую и тяжелую фракции и осадок твердых частиц. Легкая фракция с мелкими и легкими твердыми частицами выводится из приосевой части зоны разделения 12 через входное отверстие 23 и трубку 14 в сборник 3 и по патрубку 5 наружу центрифуги. При этом в зазоре между перегородкой 10 и диском 20 свободная поверхность жидкости расположена на радиусе от оси вращения ротора 7, который больше r4 и меньше r5. Содержащиеся в смеси крупные и тяжелые твердые частицы осаждаются на конусную поверхность ротора 7 и в виде слоя осадка транспортируются по ней в периферийную часть зоны разделения 12 к переточному отверстию 13, пройдя через которое вместе с тяжелой фракцией поступают в камеру 11, где они перемешиваются неподвижным трубчатым скребковым элементом 16. При этом из компрессора 17 через открытый вентиль 18 в канал 24 непрерывно подают сжатый газ, который через выходное отверстие 26 вдувается в тяжелую фракцию в виде многочисленных пузырей. Под действием силы гидростатического давления эти пузыри газа транспортируются в приосевую зону камеры 11 к переливному отверстию 9, увлекая за собой тяжелую фракцию с крупными и тяжелыми твердыми частицами, действуя таким образом аналогично эрлифтному насосу. В результате уменьшения плотности газожидкостной смеси в камере 11 радиус свободной поверхности тяжелой фракции в ней уменьшается до радиуса r3, после чего тяжелая фракция выводится из камеры 11 в виде двух потоков. Один поток тяжелой фракции через переливное отверстие 9 выводится по крышке 8 в сборник 4 и далее вместе с потоком газа, выделившимся из тяжелой фракции, выводится по патрубку 5 наружу центрифуги. Другой поток тяжелой фракции через переливное отверстие 22 сливается в периферийном направлении на свободную поверхность тяжелой фракции в зазоре между перегородкой 10 и диском 20 и транспортируется ребрами 21 в периферийную часть зоны разделения 12 к переточному отверстию 13. Здесь он объединяется с исходным потоком тяжелой фракции и таким образом непрерывно рециркулирует вокруг перегородки 10 между радиусами r1 и r4 внутри ротора 7.The initial suspension or immiscible liquids through the inlet pipes 28 are fed into the receiving chamber 2, where they are mixed with a stirrer 32. As a result, a generally inhomogeneous liquid three-phase mixture (system) is formed, consisting of one liquid of a continuous phase, another liquid of a dispersed phase and suspended in both liquids of solid particles, i.e. a mixture of emulsion with suspension. Mixing the mixture helps to intensify mass transfer both between two immiscible liquids for mass transfer of the target component during the extraction process, and between the initial suspension and the coagulant (flocculant) solution to accelerate the subsequent separation of the suspension. From the receiving chamber 2, the initial mixture is transported by means of a conveyor 15 into the rotating rotor 7, where in the separation zone 12, under the action of centrifugal force, it is divided into light and heavy fractions and sediment of solid particles. The light fraction with small and light solid particles is discharged from the axial part of the separation zone 12 through the inlet 23 and the tube 14 into the collector 3 and through the nozzle 5 to the outside of the centrifuge. Moreover, in the gap between the partition 10 and the disk 20, the free surface of the liquid is located on a radius from the axis of rotation of the rotor 7, which is greater than r 4 and less than r 5 . The large and heavy solid particles contained in the mixture are deposited on the conical surface of the rotor 7 and transported through it into the peripheral part of the separation zone 12 to the transfer hole 13, passing through which, together with the heavy fraction, enter the chamber 11, where they are mixed by a stationary tubular with a scraper element 16. At the same time, compressed gas is continuously supplied from the compressor 17 through the open valve 18 to the channel 24, which, through the outlet 26, is blown into the heavy fraction in the form of numerous bubbles. Under the influence of hydrostatic pressure, these gas bubbles are transported into the axial zone of the chamber 11 to the overflow hole 9, entraining a heavy fraction with large and heavy solid particles, thus acting similarly to an airlift pump. As a result of a decrease in the density of the gas-liquid mixture in the chamber 11, the radius of the free surface of the heavy fraction in it decreases to a radius r 3 , after which the heavy fraction is removed from the chamber 11 in the form of two streams. One stream of the heavy fraction through the overflow hole 9 is discharged along the cover 8 to the collector 4 and then, together with the gas stream released from the heavy fraction, is discharged through the nozzle 5 to the outside of the centrifuge. Another stream of the heavy fraction through the overflow hole 22 merges in the peripheral direction onto the free surface of the heavy fraction in the gap between the baffle 10 and the disk 20 and is transported by the ribs 21 to the peripheral part of the separation zone 12 to the transfer hole 13. Here it is combined with the original stream of the heavy fraction and so image continuously recirculates around the partition 10 between the radii r 1 and r 4 inside the rotor 7.

При вращении ротора 7 по стрелке Б давление тяжелой фракции в зоне 19 камеры 11 у выходного отверстия 26 уменьшается по сравнению с суммой статического и динамического давлений на передней по стрелке Б кроме неподвижного трубчатого скребкового элемента 16 на перепад давлений между передней кромкой и задней по стрелке Б гранью этого элемента 16. Поэтому, для обеспечения вдувания сжатого газа его избыточное над атмосферным давление в канале 24 должно удовлетворять условию, определяемому по формуле:

Figure 00000002

где P избыточное над атмосферным давление газа в канале 24, Па;
ρ плотность тяжелой фракции в камере 11, кг/м3;
W скорость потока тяжелой фракции относительно неподвижного трубчатого скребкового элемента 16 у выходного отверстия 26 на радиусе r2 м/с;
r2, r3- радиусы расположения оси выходного отверстия 26 относительно оси вращения ротора 7 и переливного отверстия 9, м;
DP перепад давлений тяжелой фракции между передней кромкой и задней гранью неподвижного трубчатого скребкового элемента 16 на радиусе r2, Па;
g ускорение свободного падения, м/с2;
Fг= W2/(g•r2), Eu = ΔP/(ρ•W2) значения критериев Фруда и Эйлера для режима обтекания тяжелой фракцией по стрелке Б неподвижного трубчатого скребкового элемента 16 у выходного отверстия 26 на радиусе r2.When the rotor 7 rotates in the direction of arrow B, the pressure of the heavy fraction in the zone 19 of the chamber 11 at the outlet 26 decreases compared with the sum of the static and dynamic pressures on the front arrow B, in addition to the stationary tubular scraper element 16, for the pressure difference between the front edge and the rear arrow B the face of this element 16. Therefore, to ensure the injection of compressed gas, its excess above atmospheric pressure in the channel 24 must satisfy the condition defined by the formula:
Figure 00000002

where P is the excess over atmospheric gas pressure in the channel 24, Pa;
ρ the density of the heavy fraction in the chamber 11, kg / m 3 ;
W is the flow rate of the heavy fraction relative to the stationary tubular scraper element 16 at the outlet 26 at a radius of r 2 m / s;
r 2 , r 3 are the radii of the axis of the outlet 26 relative to the axis of rotation of the rotor 7 and the overflow hole 9, m;
DP differential pressure of the heavy fraction between the front edge and the rear face of the fixed tubular scraper element 16 at a radius of r 2 , Pa;
g acceleration of gravity, m / s 2 ;
F g = W 2 / (g • r 2 ), Eu = ΔP / (ρ • W 2 ) the values of the Froude and Euler criteria for the flow of heavy fraction in arrow B of the stationary tubular scraper element 16 at the outlet 26 at a radius of r 2 .

Предложенная ориентация выходного отверстия 26 позволяет уменьшить давление вдуваемого газа и проводить процесс разделения смеси при большем значении критерия Фруда. Увеличение давления и расхода газа в канале 24 позволяет без остановки вращения ротора 7 при заданном объемном расходе исходной смеси уменьшить плотность газожидкостной смеси в камере 11 и увеличить объемный расход тяжелой фракции при одновременном уменьшении объемного расхода легкой фракции. Это приводит к увеличению уноса легкой фракции в тяжелую фракцию при одновременном уменьшении уноса тяжелой фракции в легкую фракцию при разделении эмульсии, или к уменьшению коэффициента сгущения при одновременном увеличении степени извлечения твердых частиц в тяжелую фракцию при разделении суспензии. При вдувании газа в зоне 19 камеры 11 у переточного отверстия 13 достигается насыщение пузырями газа максимального объема тяжелой фракции в камере 11 и следовательно, минимальная плотность газожидкостной смеси в этой камере. Таким образом обеспечивается максимальный диапазон плавной регулировки объемных расходов легкой и тяжелой фракций в пределах от нуля до объемного расхода исходной смеси независимо от плотности и вязкости тяжелой фракции. Для поддержания неизменным объемного расхода тяжелой фракции при увеличении ее плотности и вязкости необходимо также увеличить количество вдуваемого в нее газа. Для предотвращения забивки переточного отверстия 13 осадком радиус r1 его расположения относительно оси вращения ротора 7 должен быть меньше радиуса r2 расположения оси выходного отверстия 26.The proposed orientation of the outlet 26 allows to reduce the pressure of the injected gas and to carry out the process of separation of the mixture with a larger value of the Froude criterion. The increase in pressure and gas flow in the channel 24 allows without stopping the rotation of the rotor 7 at a given volumetric flow rate of the initial mixture to reduce the density of the gas-liquid mixture in the chamber 11 and increase the volumetric flow rate of the heavy fraction while reducing the volumetric flow rate of the light fraction. This leads to an increase in the ablation of the light fraction into the heavy fraction while reducing the ablation of the heavy fraction to the light fraction during separation of the emulsion, or to a decrease in the coefficient of thickening while increasing the degree of extraction of solid particles into the heavy fraction during separation of the suspension. When gas is injected in the zone 19 of the chamber 11 at the overflow opening 13, gas bubbles are saturated with the maximum volume of the heavy fraction in the chamber 11 and, therefore, the minimum density of the gas-liquid mixture in this chamber. This ensures the maximum range of smooth adjustment of the volumetric flow rates of light and heavy fractions in the range from zero to the volumetric flow rate of the initial mixture, regardless of the density and viscosity of the heavy fraction. To maintain the constant flow rate of the heavy fraction with an increase in its density and viscosity, it is also necessary to increase the amount of gas injected into it. To prevent clogging of the overflow hole 13 with sediment, the radius r 1 of its location relative to the axis of rotation of the rotor 7 should be less than the radius r 2 of the location of the axis of the outlet 26.

Расход рециркулирующего вокруг перегородки 10 потока тяжелой фракции возрастает с увеличением площади переливного отверстия 22, радиуса r4 расположения его оси от оси вращения ротора 7 и количества этих отверстий. Поэтому он может быть сделан больше расхода тяжелой фракции, выводимого из ротора 7 через переливное отверстие 9, что соответствует увеличению коэффициента рециркуляции тяжелой фракции свыше единицы, например, равному пяти. Это позволяет увеличить радиальную скорость потока тяжелой фракции в камере 11 и следовательно, скорость витания твердых частиц в ней, что способствует выводу более крупных и тяжелых твердых частиц, предотвращает забивку осадком переточного отверстия 13 и приводит в итоге к увеличению степени извлечения и коэффициента сгущения твердых частиц в тяжелой фракции и производительности центрифуги.The flow rate of the heavy fraction recirculating around the partition 10 increases with the area of the overflow hole 22, radius r 4 of its axis location from the axis of rotation of the rotor 7 and the number of these holes. Therefore, it can be made more than the flow rate of the heavy fraction withdrawn from the rotor 7 through the overflow hole 9, which corresponds to an increase in the heavy fraction recirculation coefficient over unity, for example, equal to five. This allows you to increase the radial flow rate of the heavy fraction in the chamber 11 and, consequently, the rate of movement of solid particles in it, which contributes to the output of larger and heavier solid particles, prevents the sediment from clogging the overflow opening 13 and ultimately leads to an increase in the degree of extraction and coefficient of concentration of solid particles in heavy fraction and centrifuge performance.

Таким образом, предложенная центрифуга для разделения жидкой неоднородной смеси, по сравнению с прототипом, позволяет увеличить производительность процесса разделения за счет регулировки и установки оптимальных значений объемных потоков легкой и тяжелой фракций без остановки вращения ротора и повышения надежности вывода осадка из ротора независимо от плотности и вязкости тяжелой фракции. Thus, the proposed centrifuge for separating a heterogeneous liquid mixture, in comparison with the prototype, allows to increase the performance of the separation process by adjusting and setting the optimal values of the volume flows of light and heavy fractions without stopping the rotation of the rotor and increasing the reliability of the withdrawal of sediment from the rotor regardless of density and viscosity heavy fraction.

Claims (2)

1. Центрифуга для разделения жидкой неоднородной смеси, включающая корпус, имеющий приемную камеру смеси и сборники легкой и тяжелой фракций с отводными патрубками, установленный на вертикальном валу конический ротор, снабженный крышкой, имеющей переливное отверстие для отвода тяжелой фракции, расположенной под крышкой перегородкой, образующей с крышкой камеру отбора тяжелой фракции, сообщенную с зоной разделения ротора посредством переточного отверстия, трубкой для отвода легкой фракции из зоны разделения и транспортирующим средством, расположенным в нижней части ротора и служащим для подвода исходной смеси, и неподвижный трубчатый скребковый элемент для перемешивания тяжелой фракции в камере ее отбора, отличающаяся тем, что она снабжена устройством для подачи сжатого газа в камеру отбора тяжелой фракции, при этом неподвижный трубчатый скребковый элемент подключен к этому устройству и снабжен средством для регулирования количества подаваемого газа в зону камеры, расположенную у переточного отверстия. 1. A centrifuge for separating a heterogeneous liquid mixture, comprising a housing having a mixture receiving chamber and collectors of light and heavy fractions with branch pipes, a conical rotor mounted on a vertical shaft, equipped with a lid having an overflow hole for removing the heavy fraction, located under the lid by a partition forming with a lid, a heavy fraction sampling chamber in communication with the rotor separation zone by means of a transfer hole, a tube for removing the light fraction from the separation zone, and transporting means m, located in the lower part of the rotor and serving to supply the initial mixture, and a fixed tubular scraper element for mixing the heavy fraction in its selection chamber, characterized in that it is equipped with a device for supplying compressed gas to the selection chamber of the heavy fraction, while the stationary tubular scraper the element is connected to this device and is equipped with a means for regulating the amount of gas supplied to the chamber area located at the transfer hole. 2. Центрифуга по п. 1, отличающаяся тем, что ротор снабжен расположенным под перегородкой и установленным на валу диском с радиальными ребрами, служащим для рециркуляции тяжелой фракции из камеры ее отбора в зону разделения ротора, при этом перегородка имеет переливное отверстие для протока этой фракции, ось которого расположена на радиусе от оси вращения ротора, который меньше радиуса расположения оси входного отверстия трубки для отвода легкой фракции и больше радиуса переливного отверстия для отвода тяжелой фракции в крышке. 2. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the rotor is equipped with a disk with radial ribs located under the baffle and mounted on the shaft, which serves to recirculate the heavy fraction from its selection chamber into the rotor separation zone, while the baffle has an overflow hole for the flow of this fraction the axis of which is located on a radius from the axis of rotation of the rotor, which is smaller than the radius of the axis of the inlet of the tube for removal of the light fraction and larger than the radius of the overflow hole for removal of the heavy fraction in the lid.
RU95107412A 1995-05-10 1995-05-10 Centrifuge for separating liquid inhomogeneous mixture RU2080188C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95107412A RU2080188C1 (en) 1995-05-10 1995-05-10 Centrifuge for separating liquid inhomogeneous mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU95107412A RU2080188C1 (en) 1995-05-10 1995-05-10 Centrifuge for separating liquid inhomogeneous mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU95107412A RU95107412A (en) 1997-03-20
RU2080188C1 true RU2080188C1 (en) 1997-05-27

Family

ID=20167549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU95107412A RU2080188C1 (en) 1995-05-10 1995-05-10 Centrifuge for separating liquid inhomogeneous mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2080188C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103028497A (en) * 2012-12-28 2013-04-10 刘晔 Centrifugal classifier
RU171757U1 (en) * 2017-02-22 2017-06-15 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии - Атомстрой" (АО "НИКИМТ - Атомстрой") CENTRIFUGAL EXTRACTOR

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Авторское свидетельство СССР N 633608, кл. В 04B 11/02, 1978. 2. Патент РФ N 2027520, кл. В 04B 11/02, 1995. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103028497A (en) * 2012-12-28 2013-04-10 刘晔 Centrifugal classifier
CN103028497B (en) * 2012-12-28 2015-08-19 刘晔 A kind of centrifugal classifying
RU171757U1 (en) * 2017-02-22 2017-06-15 Акционерное общество "Научно-исследовательский и конструкторский институт монтажной технологии - Атомстрой" (АО "НИКИМТ - Атомстрой") CENTRIFUGAL EXTRACTOR

Also Published As

Publication number Publication date
RU95107412A (en) 1997-03-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3885734A (en) Centrifuge apparatus
US4842478A (en) Dental suction apparatus
CN1011665B (en) Stirring grinder
MX2012005241A (en) Method of optimizing feed concentration in a sedimentation vessel.
JPH01203063A (en) Decanter type centrifugal separator
US4717485A (en) Multi-phase separator with porous filter disks
CA1174987A (en) Solids-liquid separation
KR890000146B1 (en) Energy recovery centrifuge
JPH01270913A (en) Sedimentation tank used for separating activated sludge from waste water suspension containing activated sludge
AU2011268438B2 (en) Centrifugal liquid separation machine using pressurized air to promote solids transport
RU2080188C1 (en) Centrifuge for separating liquid inhomogeneous mixture
CN110127797B (en) Cyclone air floatation equipment
US5823937A (en) Low-shear feeding system for use with centrifuges
CN212740998U (en) Coagulation sedimentation system with coagulation sedimentation tank and rotational flow air flotation
WO1997016256A9 (en) Low-shear centrifuge feeding system
EP0289674A1 (en) Multi-phase separator
US1933119A (en) Centrifuge method and apparatus
JP4514958B2 (en) Tangential solid separator
US7374672B2 (en) Filter device comprising integral centrifugal separation
RU2049521C1 (en) Method of suspension thickening
US6090286A (en) Separator centrifuge
US3463318A (en) Centrifuging device for separating a mixture into solids and liquid
CN211514881U (en) Rotary drum for liquid-solid centrifuge
EP0486260A2 (en) High-rate washing centrifuge
RU2047321C1 (en) Centrifugal extractor