RU2200634C2

RU2200634C2 - Centrifuge

Info

Publication number: RU2200634C2
Application number: RU2001116648A
Authority: RU
Inventors: С.А. Светлов; О.Р. Светлова; Ю.П. Волков; В.С. Калинин
Priority date: 2001-06-14
Filing date: 2001-06-14
Publication date: 2003-03-20

Abstract

FIELD: devices for separation of liquid heterogeneous media under action of centrifugal forces; chemical, oil-refining, food- processing, pharmaceutical and other industries. SUBSTANCE: centrifuge includes housing with technological branch pipes and rotor mounted on shaft inside it; rotor consists of two cone-shaped ferrules directed one to other by larger bases. Lower ferrule is located for axial displacement for discharge of sediment and upper ferrule has holes for introduction of suspension. Disk located inside rotor divides its interior into two parts. Cleaned liquid receiving and discharging chamber is formed by circular partition attached to edge of disk at spaced relation relative to lower ferrule. Said partition is cylindrical in shape or has form of truncated cone widening downward. Proposed centrifuge improves quality of low-concentration suspensions containing finely-dispersed solid phase. EFFECT: increased productivity. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для разделения жидких неоднородных сред под действием центробежных сил, в частности к центрифугам, и может быть использовано в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой, фармацевтической и других отраслях промышленности. The invention relates to devices for separating heterogeneous liquid media under the action of centrifugal forces, in particular to centrifuges, and can be used in chemical, oil refining, food, pharmaceutical and other industries.

Известна центрифуга [1] , содержащая корпус с технологическими патрубками, установленный в корпусе на валу ротор, состоящий из двух обращенных одна к другой большими основаниями конусообразных обечаек, нижняя из которых расположена с возможностью осевого перемещения для выгрузки осадка, а верхняя имеет отверстия для ввода суспензии, размещенный внутри ротора диск с лопастями, разделяющий внутреннее пространство ротора на две части. К недостаткам данного устройства можно отнести следующие: попадание (унос) тонкодисперсной твердой фазы в очищенную жидкость, недостаточная эффективность очистки жидких сред от тонкодисперсной твердой фазы вследствие малого времени пребывания частиц в зоне действия максимального фактора разделения. A known centrifuge [1], comprising a housing with technological nozzles mounted in the housing on the shaft of the rotor, consisting of two conical shells facing one another with large bases, the lower of which is axially movable to discharge the sediment, and the upper one has openings for introducing the suspension located inside the rotor disk with blades, dividing the inner space of the rotor into two parts. The disadvantages of this device include the following: getting (entrainment) of the finely divided solid phase into the purified liquid, insufficient efficiency of cleaning liquid media from the finely divided solid phase due to the short residence time of particles in the zone of action of the maximum separation factor.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является центрифуга [2], содержащая ротор, состоящий из двух, обращенных одна к другой большими основаниями, конусообразных тарелей, одна из которых установлена с возможностью осевого перемещения, фильтр для очистки жидкости. Недостатками указанного устройства являются: малая производительность по очищенной жидкости, ограниченная площадью фильтра, размещенного внутри ротора; низкая степень разделения суспензии, содержащей тонкодисперсную твердую фазу, вследствие небольшой скорости вращения ротора. The closest technical solution to the proposed one is a centrifuge [2], containing a rotor, consisting of two cone-shaped plates facing one another with large bases, one of which is installed with the possibility of axial movement, a filter for cleaning the liquid. The disadvantages of this device are: low productivity in purified liquid, limited by the area of the filter placed inside the rotor; low degree of separation of the suspension containing a finely divided solid phase, due to the low rotational speed of the rotor.

Предлагаемое техническое решение позволяет улучшить качество очистки жидких сред от твердой фазы за счет увеличения поверхности осаждения в роторе и времени пребывания частиц твердой фазы в шламовом пространстве ротора центрифуги, а также повысить производительность процесса при разделении низкоконцентрированных жидких сред, содержащих тонкодисперсную твердую фазу. The proposed technical solution allows to improve the quality of cleaning liquid media from the solid phase by increasing the deposition surface in the rotor and the residence time of the particles of the solid phase in the sludge space of the centrifuge rotor, and also to increase the productivity of the process when separating low-concentration liquid media containing a finely divided solid phase.

Это достигается тем, что в предлагаемой центрифуге, содержащей корпус с технологическими патрубками, установленный в нем на валу ротор, состоящий из двух обращенных одна к другой большими основаниями конусообразных обечаек, нижняя из которых расположена с возможностью осевого перемещения для выгрузки осадка, а верхняя имеет отверстия для ввода суспензии, размещенный внутри ротора диск, разделяющий внутреннее пространство ротора на две части, и камеру сбора и отвода очищенной жидкости, на диске укреплены лопасти, при этом камера сбора и отвода очищенной жидкости образована прикрепленной к краю диска снизу кольцевой перегородкой с зазором относительно нижней обечайки. Перегородка может быть выполнена цилиндрической формы или в форме усеченного конуса, расширяющегося книзу. This is achieved by the fact that in the proposed centrifuge, comprising a housing with technological nozzles, a rotor installed in it on the shaft, consisting of two cone-shaped shells facing one another with large bases, the lower of which is axially movable to discharge the sediment, and the upper has holes for introducing a suspension, a disk located inside the rotor dividing the inner space of the rotor into two parts, and a collection chamber for draining the cleaned liquid, blades are mounted on the disk, while the collecting chamber and twater purified liquid is formed attached to the bottom edge of the disk annular partition with a clearance relative to the lower shell. The partition can be made cylindrical or in the form of a truncated cone, expanding downward.

Использование в центрифуге лопастей, укрепленных на диске, исключает отставание (проскальзывание) жидкости относительно поверхности ротора и способствует ее равномерному течению. Перегородка, прикрепленная к краю диска, обеспечивает поддержание высоких относительных скоростей движения твердой фазы в жидкости во всем сечении кольцевого канала между стенками ротора и перегородкой, а также увеличивает длину пути перемещения частиц твердой фазы в роторе. The use in the centrifuge of the blades mounted on the disk eliminates the lag (slipping) of the liquid relative to the surface of the rotor and contributes to its uniform flow. A partition attached to the edge of the disk ensures that the relative relative speeds of the solid phase in the liquid are maintained throughout the entire cross section of the annular channel between the walls of the rotor and the partition, and also increases the length of the path of movement of the particles of the solid phase in the rotor.

На фиг. 1 представлена центрифуга, разрез вдоль оси; на фиг.2 - разрез перегородки в форме усеченного конуса. In FIG. 1 shows a centrifuge, a section along the axis; figure 2 is a section of a partition in the form of a truncated cone.

Центрифуга состоит из корпуса 1 с патрубками 2, 3 и 4 соответственно для ввода исходной суспензии, вывода очищенной жидкости и осадка, размещенный на валу 5 ротор, состоящий из двух, обращенных одна к другой большими основаниями конусообразных обечаек 6 и 7. Между обечайками установлен диск 8. На поверхности диска в верхней его части укреплены лопасти 9. Внутри ротора на краю диска 8 снизу прикреплена кольцевая перегородка 10, расположенная относительно нижней обечайки с зазором 11 и образующая внутри камеру 12 для сбора и отвода очищенной жидкости. В нижней обечайке выполнены сливные отверстия 13. На валу центрифуги расположено устройство 14 для перемещения нижней обечайки 6 ротора вдоль вала 5. В верхней обечайке 7 выполнены отверстия 15 для входа исходной суспензии внутрь ротора. Привод ротора центрифуги условно не показан. The centrifuge consists of a housing 1 with nozzles 2, 3 and 4, respectively, for introducing the initial suspension, withdrawing the purified liquid and sediment, a rotor located on the shaft 5, consisting of two discs facing one another with large bases of conical shells 6 and 7. A disk is installed between the shells 8. On the surface of the disk in its upper part, blades are fixed 9. Inside the rotor on the edge of the disk 8 below is attached an annular partition 10 located relative to the lower shell with a gap 11 and forming inside the chamber 12 for collecting and draining the cleaned liquid . Drain holes 13 are made in the lower shell. On the centrifuge shaft there is a device 14 for moving the lower shell of the rotor 6 along the shaft 5. In the upper shell 7, holes 15 are made for the initial suspension to enter the rotor. The centrifuge rotor drive is conventionally not shown.

Центрифуга работает следующим образом. The centrifuge operates as follows.

Исходная разделяемая среда через входной патрубок 2 и отверстия 15 поступает на диск 8 ротора и с помощью лопастей 9 приобретает необходимую окружную скорость. Под действием центробежной силы твердая фаза (осадок) направляется к внутренним стенкам ротора (шламовое пространство ротора), а суспензия огибает диск 8 и движется вдоль кольцевой перегородки 10, при этом из суспензии выделяются тонкодисперсные частицы твердой фазы, которые осаждаются на внутреннюю поверхность обечаек 6 и 7. Очищенная жидкость проходит через зазор 11 и поступает в камеру 12 ротора, далее через сливные отверстия 13 в корпус 1 и выводится из центрифуги через патрубок 3. Сгущенная суспензия (осадок) периодически выгружается из ротора путем раскрытия обечаек 6 и 7 при уменьшении скорости вращения ротора и перемещении нижней обечайки 6 вдоль вала и выводится из корпуса через патрубок 4. The initial shared medium through the inlet pipe 2 and the holes 15 enters the disk 8 of the rotor and with the help of the blades 9 acquires the necessary peripheral speed. Under the action of centrifugal force, the solid phase (sediment) is directed to the inner walls of the rotor (sludge space of the rotor), and the suspension goes around the disk 8 and moves along the annular partition 10, while fine particles of the solid phase are precipitated from the suspension and deposited on the inner surface of the shells 6 and 7. The purified liquid passes through the gap 11 and enters the rotor chamber 12, then through the drain holes 13 into the housing 1 and is discharged from the centrifuge through the nozzle 3. The thickened suspension (sediment) is periodically discharged from the mouth ora by opening the shells 6 and 7 while reducing the speed of rotation of the rotor and moving the lower shell 6 along the shaft and is removed from the housing through the pipe 4.

Кольцевая перегородка, укрепленная на диске, позволяет значительно увеличить поверхность осаждения, уменьшить унос частиц твердой фазы потоком очищенной жидкости, увеличить время пребывания разделяемой суспензии в зоне максимальных центробежных ускорений. Расстояние между перегородкой и нижней обечайкой выбирается, исходя из постоянства расходных характеристик жидкости через внутреннее пространство ротора. Применение наклонной кольцевой перегородки способствует лучшему удалению твердой фазы с внутренней поверхности перегородки, постепенному увеличению фактора разделения и более интенсивному центробежному воздействию на тонкодисперсную твердую фазу при движении суспензии вдоль перегородки. An annular partition mounted on the disk can significantly increase the deposition surface, reduce the entrainment of solid particles by the flow of purified liquid, and increase the residence time of the shared suspension in the zone of maximum centrifugal accelerations. The distance between the partition and the lower shell is chosen based on the constancy of the flow characteristics of the fluid through the inner space of the rotor. The use of an inclined annular partition contributes to a better removal of the solid phase from the inner surface of the partition, a gradual increase in the separation factor and a more intense centrifugal action on the finely divided solid phase when the suspension moves along the partition.

Использование предлагаемого технического решения позволяет повысить качество разделения низкоконцентрированных суспензий, содержащих тонкодисперсную кристаллическую и волокнистую твердую фазу. Центрифуга прошла испытания при очистке промышленных и сточных вод ОАО "Полиэкс", содержащих микрокристаллическую целлюлозу, а также при разделении суспензий нитратов целлюлозы с концентрацией твердой фазы в исходной суспензии менее 200 мг/л. Эффективность разделения суспензий составила более 94%. The use of the proposed technical solution allows to improve the quality of the separation of low concentrated suspensions containing finely divided crystalline and fibrous solid phase. The centrifuge was tested in the treatment of industrial and waste water of Polyex OJSC containing microcrystalline cellulose, as well as in the separation of cellulose nitrate suspensions with a solid phase concentration of less than 200 mg / l in the initial suspension. The separation efficiency of the suspensions was more than 94%.

Источники информации
1. Патент РФ 2179893, В 04 В 1/10, В 04 В 11/02, 2002.Sources of information
1. RF patent 2179893, 04 V 1/10, 04 V 11/02, 2002.

2. Авт. свид. СССР 1043882, В 04 В 1/10, С 22 В 9/02, 1985 - прототип. 2. Auth. testimonial. USSR 1043882, 04 V 1/10, C 22 V 9/02, 1985 - prototype.

Claims

1. A centrifuge for separating suspensions, including a housing with technological nozzles, a rotor mounted on it on the shaft, consisting of two cone-shaped shells facing one another with large bases, the lower of which is axially movable to discharge the sediment, and the upper one has openings for input suspension, a disk placed inside the rotor, dividing its internal space into two parts, and a chamber for collecting and discharging purified liquid, characterized in that the blades are mounted on the disk, while the chamber A hole and a drain of the purified liquid is formed by an annular partition attached to the edge of the disk from below with a gap relative to the lower shell.

2. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the partition has a cylindrical shape.

3. The centrifuge according to claim 1, characterized in that the partition has the shape of a truncated cone, expanding downward.