Изобретение относится к оборудованию для разделения эмульсий на фракции в поле центробежной силы и может быть использовано в пищевой и других отраслях промышленности.The invention relates to equipment for separating emulsions into fractions in a centrifugal force field and can be used in food and other industries.
Ближайшим техническим решением предлагаемому является сепаратор для разделения эмульсий, преимущественно молока, включающий барабан, содержащий основание и крышку, пакет конических тарелок тарелкодержатель с крышкой, камеры предварительной сепарации, расположенные между ними приемные зоны легкой фракции, напорные камеры легкой и тяжелой фракций о напорными дисками и питающую трубу, в котором тарелкодержатель снабжен регулятором концентрации отводимой в напорный диск легкой фракции, выполненным в виде навинченной на корпус тарелкодержателя гайки, образующей с крышкой тарелкодержателя кольцевой канал для прохода легкой фракции к напорному диску и служащей для периодического изменения его проходного сечения, при этом между гайкой и корпусом тарелкодержателя размещено уплотнительное кольцо для предотвращения проникновения воздуха в камеры предварительной сепарации, причем гайка установлена так, что ее внешняя кромка в процессе работы сепаратора расположена в слое легкой фракции, находящейся в напорной камере, также для предотвращения проникновения воздуха в эти камеры. Заявка №2001102816.The closest technical solution to the proposed one is a separator for separating emulsions, mainly milk, including a drum containing a base and a lid, a package of conical plates, a plate holder with a lid, preliminary separation chambers, reception zones of the light fraction located between them, pressure chambers of light and heavy fractions with pressure disks and feeding pipe, in which the plate holder is equipped with a concentration regulator of the light fraction discharged into the pressure disk, made in the form of a plate code screwed onto the housing a nut holder, which forms an annular channel with a plate holder cover for passage of a light fraction to the pressure disk and serves to periodically change its bore, and a sealing ring is placed between the nut and the plate holder to prevent air from entering the pre-separation chambers, and the nut is installed so that its outer edge during the operation of the separator is located in the layer of light fraction located in the pressure chamber, also to prevent the penetration of air into these cameras. Application No. 2001102816.
Недостатком этого сепаратора является вывод легкой фракции из приемных зон в напорную камеру в зоне повышенного давления, создаваемого напорным диском, что снижает эффективность сепарирования, а также неудобство регулирования концентрации легкой фракции, требующей остановки работы сепаратора, его частичной разборки и повторного запуска и усложненность конструкции верхней части тарелкодержателя.The disadvantage of this separator is the withdrawal of the light fraction from the receiving zones to the pressure chamber in the high pressure zone created by the pressure disk, which reduces the separation efficiency, as well as the inconvenience of controlling the concentration of the light fraction, which requires the separator to be stopped, partially disassembled and restarted, and the design of the upper plate holder parts.
Технический результат изобретения заключается в повышении производительности, повышении производительности, повышении удобства регулирования концентрации легкой фракции и в упрощении конструкции.The technical result of the invention is to increase productivity, increase productivity, increase the convenience of controlling the concentration of light fractions and to simplify the design.
Для достижения этого результата в предлагаемом сепараторе для разделения эмульсий, преимущественно молока, включающем барабан, содержащий основание и крышку, пакет тарелок, тарелкодержатель с крышкой и корпусом, камеры предварительной сепарации эмульсии, расположенные между ними приемные зоны легкой фракции, напорные камеры легкой и тяжелой фракции с напорными дисками и трубой, подающей эмульсию в барабан, устройство для предотвращения проникновения воздуха в камеры предварительной сепарации, согласно изобретению, приемные зоны легкой фракции сообщены с зоной вывода легкой фракции, выделенной в камерах предварительной сепарации, каналами, образованными развитием стенок приемных зон легкой фракции в сторону оси вращения барабана, при этом устье канала или каналов, отводящих смесь легких фракций из зоны вывода, выполнен таким образом, что при работе сепаратора оно находится в слое легкой фракции, для предотвращения проникновения воздуха в камеры предварительной сепарации и в приемные зоны легкой фракции, выделенной в пакете тарелок.To achieve this result, in the proposed separator for separating emulsions, mainly milk, including a drum containing a base and a lid, a plate pack, a plate holder with a lid and a housing, emulsion pre-separation chambers, light-receiving zones located between them, light and heavy-pressure chambers with pressure disks and a pipe supplying the emulsion to the drum, a device for preventing air from entering the pre-separation chambers according to the invention, the receiving zones are easily of the second fraction are communicated with the light fraction withdrawal zone allocated in the preliminary separation chambers by channels formed by the development of the walls of the light fraction receiving zones towards the axis of rotation of the drum, while the mouth of the channel or channels withdrawing the mixture of light fractions from the withdrawal zone is made in such a way that during operation of the separator, it is in the light fraction layer, to prevent air from penetrating into the preliminary separation chambers and into the receiving zones of the light fraction isolated in the plate package.
Изобретение поясняется чертежами, на которых: фиг.1, 4 и 5 варианты исполнения верхней части тарелкодержателя с крышкой, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.1The invention is illustrated by drawings, in which: FIGS. 1, 4, and 5 are embodiments of the top of a plate holder with a lid; FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; figure 3 is a section bB in figure 1
Сепаратор включает установленный на вертикальном валу 1 барабан, содержащий основание 2 и крышку 3, скрепленные гайкой 4, пакет конических тарелок 5, тарелкодержатель 6 с корпусом 7 и опорным конусом 8. Плоскость барабана между внутренней поверхностью пакета тарелок и корпусом тарелкодержателя разделена жестко связанными с ним радиальными перегородками 9, образующими камеры предварительной сепарации 10, между которыми расположены приемные зоны 11 для легкой фракции, поступающей из пакета тарелок. В верхней части тарелкодержатель снабжен крышкой 12 с каналами 13 для прохода легкой фракции в напорную камеру 14 диска 15. Возможен вариант исполнения крышки 12 из двух частей, наружной 12а и внутренней 12б, как изображено на фиг.5. В этом варианте исполнения между частями крышки 12а и 12б образован кольцевой канал 13а для вывода смеси легких фракций, поступающих из межтарелочных пространств и из камер предварительной сепарации, при этом часть крышки 12б установлена так, что ее наружная кромка, в процессе работы сепаратора, находится в слое фракции, находящейся в напорной камере 14, для предотвращения проникновения воздуха в камеры предварительной сепарации и в приемные зоны. С этой целью выход каналов 13 в напорную камеру 14 также расположен в слое легкой фракции при работе сепаратора. Стенки приемных зон 11 в верхней части развиты в сторону корпуса тарелкодержателя, образуя каналы 16 для вывода легкой фракции из приемных зон в зону вывода легкой фракции 17 из камер предварительной сепарации. Истоки каналов 13 и кольцевого канала 13а расположены в зоне вывода фракции 17, которая несколько расширена для обеспечения смешения легких фракций на начальной стадии этого процесса, который продолжается в каналах 13 или кольцевом канале 13а. Сверх пакета тарелок установлена разделительная тарелка 18, образующая с крышкой 3 каналы 19 для прохода тяжелой фракции к напорному диску 20, а в осевой части барабана размещена питающая труба 21, по которой в барабан подается исходная эмульсия. Барабан закреплен на вертикальном валу гайкой 22. На фиг.1, 4 и 5 вертикальной штрихпунктирной линией обозначена условно свободная поверхность Г легкой фракции, находящейся в напорной камере 14 во время работы сепаратора, показывающая, что устья каналов 13 или канала 13a расположено в слое легкой фракции. Для герметических сепараторов это требование отпадает.The separator includes a drum mounted on a vertical shaft 1, containing a base 2 and a cover 3, fastened with a nut 4, a package of conical plates 5, a plate holder 6 with a housing 7 and a support cone 8. The plane of the drum between the inner surface of the plate package and the plate holder body is separated by rigidly connected to it radial partitions 9, forming a preliminary separation chamber 10, between which there are receiving zones 11 for the light fraction coming from the package of plates. In the upper part, the plate holder is equipped with a lid 12 with channels 13 for passing the light fraction into the pressure chamber 14 of the disk 15. A variant of the lid 12 is made of two parts, the outer 12a and the inner 12b, as shown in Fig. 5. In this embodiment, an annular channel 13a is formed between the parts of the lid 12a and 12b for withdrawing a mixture of light fractions coming from the inter-tray spaces and from the preliminary separation chambers, while the part of the lid 12b is installed so that its outer edge, in the process of the separator, is in a layer of the fraction located in the pressure chamber 14 to prevent air from entering the pre-separation chambers and into the receiving zones. To this end, the outlet of the channels 13 to the pressure chamber 14 is also located in the light fraction layer during operation of the separator. The walls of the receiving zones 11 in the upper part are developed towards the housing of the plate holder, forming channels 16 for outputting the light fraction from the receiving zones into the output zone of the light fraction 17 from the preliminary separation chambers. The sources of the channels 13 and the annular channel 13a are located in the exit zone of the fraction 17, which is somewhat expanded to ensure mixing of light fractions at the initial stage of this process, which continues in the channels 13 or the annular channel 13a. A separator plate 18 is installed on top of the plate pack, forming channels 19 with the lid 3 for passage of the heavy fraction to the pressure disk 20, and a feed pipe 21 is placed in the axial part of the drum, through which the original emulsion is fed into the drum. The drum is fixed on a vertical shaft with a nut 22. In Figs. 1, 4 and 5, a dash-dotted line indicates the conditionally free surface Г of the light fraction located in the pressure chamber 14 during operation of the separator, showing that the mouth of the channels 13 or channel 13a is located in the light layer fractions. For hermetic separators, this requirement does not apply.
Работает сепаратор следующим образом. После набора рабочей частоты вращения барабаном, в него из питающей трубы 2± подается исходная эмульсия, например молоко, которое поступает в камеры предварительной сепарации, где из молока выделяются в центробежном поле жировые частицы и механические включения с частицами молочного белка. Последние под действием центробежных сил направляются в шламовое пространство барабана, а жировые частицы, в виде сливок, под действием центростремительного ускорения скапливается у наружной поверхности корпуса тарелкодержателя и перемещаются вверх в зону вывода 17, куда поступают и сливки из приемных зон 11. Два потока сливок смешиваются, причем это смешивание продолжается и в каналах 13 или кольцевом канале 13а, поступая в напорную камеру 14 и отводится из сепаратора напорным диском 15. Регулировка требуемой концентрации смеси сливок аналогична сепараторам с традиционной схемой сепарирования (подачей эмульсии через отверстия на конической части тарелок) с помощью внешних дросселей на выходе фракций из сепаратора.The separator operates as follows. After the working speed of the drum is set by the drum, an initial emulsion is fed into it from the supply pipe 2 ±, for example milk, which enters the preliminary separation chambers, where fat particles and mechanical inclusions with particles of milk protein are released from the milk in a centrifugal field. The latter, under the action of centrifugal forces, is sent to the sludge space of the drum, and fat particles, in the form of cream, accumulate under the action of centripetal acceleration at the outer surface of the plate holder and move up to the exit zone 17, where the cream comes from the receiving zones 11. Two flows of cream are mixed moreover, this mixing continues in the channels 13 or the annular channel 13a, entering the pressure chamber 14 and is discharged from the separator by the pressure disk 15. Adjusting the required concentration of the cream mix It is typical of separators with a traditional separation scheme (emulsion is fed through openings on the conical part of the plates) using external chokes at the outlet of the fractions from the separator.
Сливки, выходящие из приемных зон в зону вывода 17, испытывают значительно меньшее сопротивление (противодавление) нежели у прототипа, что повышает эффективность сепарирования и производительность сепаратора, упрощается регулировка концентрации легкой фракции и конструкция барабана при сохранении качества легкой фракции. Изобретение может использоваться в сепараторах открытого, полузакрытого и закрытого исполнения.Cream leaving the receiving zones in the exit zone 17 experience significantly lower resistance (back pressure) than the prototype, which increases the separation efficiency and separator performance, simplifies the adjustment of the concentration of light fraction and the design of the drum while maintaining the quality of the light fraction. The invention can be used in open, semi-closed and closed separators.