RU2322306C2

RU2322306C2 - Centrifuge with controlled extracting of separation products

Info

Publication number: RU2322306C2
Application number: RU2006101826/12A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Петрович Свиридов (RU); Дмитрий Петрович Свиридов; Александр Алексеевич Кущин (RU); Александр Алексеевич Кущин; нов Борис Александрович Уль (RU); Борис Александрович Ульянов; Дмитрий Николаевич Сучков (RU); Дмитрий Николаевич Сучков
Original assignee: Дмитрий Петрович Свиридов; Александр Алексеевич Кущин
Priority date: 2006-01-23
Filing date: 2006-01-23
Publication date: 2008-04-20
Also published as: RU2006101826A

Abstract

FIELD: separation of materials.

SUBSTANCE: centrifuge is provided with drive for smooth control of speed of rotation of the drum for control of the flow rate of agents. The drum is provided with control valves for extracting the products of separation. The drum can be provided with two, three or more sets of valves. The number of valves is equal to the number of fractions to be extracted. The chambers for receiving the separation products are provided with eccentric gate valves, and the valves for sampling of the separation products are composed of housing, needle, and lock nuts. The lock nut of the needle has a conical thread, and the answered thread made on the housing has a cut for compensation of deformation.

EFFECT: expanded functional capabilities.

2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретение.The technical field to which the invention relates.

Изобретение относится к устройствам, предназначенным для разделения жидких и других взвесей.The invention relates to devices for separating liquid and other suspensions.

Уровень техники.The level of technology.

Аналогом заявляемого устройства является центрифуга (российский патентный документ №2252824), включающая кожух с технологическими патрубками и установленный в нем на валу ротор, состоящий из коническо-цилиндрической обечайки и крышки. Обечайка расположена с возможностью осевого перемещения, а размещенный внутри ротора на валу диск с лопастями разделяет внутреннее пространство ротора на две части. Имеется узел трения. Ротор расположен с возможностью осевого перемещения и остановки при вращении вала, оснащен устройством торможения и соединен с валом посредством подшипника скольжения и узла трения для соединения вала с обечайкой. Рабочая поверхность узла трения изготовлена из материала с большим значением коэффициента трения скольжения, например волокнита.An analogue of the claimed device is a centrifuge (Russian patent document No. 2252824), including a casing with technological nozzles and a rotor installed in it on the shaft, consisting of a conical-cylindrical shell and a cover. The shell is located with the possibility of axial movement, and a disk with blades located inside the rotor on the shaft divides the inner space of the rotor into two parts. There is a friction unit. The rotor is located with the possibility of axial movement and stop when the shaft rotates, is equipped with a braking device and is connected to the shaft via a sliding bearing and a friction unit for connecting the shaft to the shell. The working surface of the friction unit is made of a material with a large value of the coefficient of sliding friction, such as fiberglass.

Достоинством этого аппарата является то, что он имеет повышенную производительность.The advantage of this device is that it has increased performance.

Недостатком устройства является то, что его конструкция не позволяет регулировать фракционный состав продуктов разделения, нет возможности регулировать производительность аппарата.The disadvantage of this device is that its design does not allow you to adjust the fractional composition of the separation products, there is no way to regulate the performance of the device.

Вторым аналогом является центрифуга (российский патентный документ №2252823), содержащая корпус, привод, ротор, приемник твердой и жидкой фазы. В кольцевом цилиндрическом приемнике жидкой фазы на его стенке с внутренней стороны размещены круговые пластины с дуговыми прорезями, а на днище над патрубком для отвода жидкой фазы установлен дефлектор.The second analogue is a centrifuge (Russian patent document No. 2252823) containing a housing, a drive, a rotor, a solid and liquid phase receiver. In the annular cylindrical receiver of the liquid phase, circular plates with arc slots are placed on its inner side wall, and a deflector is installed on the bottom above the nozzle to discharge the liquid phase.

Достоинством этого аппарата является то, что улучшается качество получаемых продуктов, предотвращается прорыв аэрозоли жидкой фазы в приемник твердой фазы, улучшаются условия отвода жидкой фазы.The advantage of this apparatus is that the quality of the products obtained is improved, the breakthrough of aerosols of the liquid phase in the receiver of the solid phase is prevented, the conditions for the removal of the liquid phase are improved.

Прототипом заявляемого устройства является центрифуга для разделения утфеля сахарного производства (RU 2203146) с достижением четкого деления оттеков. Центрифуга содержит кожух, фильтрующий барабан на приводном валу, сегрегатор, выполненный в виде кольца из эластичного материала с возможностью изменения его наружного диаметра, и кольцевую перегородку, установленную на днище кожуха с образованием концентрично расположенных каналов для раздельного отвода оттеков. Кольцо сегрегатора выполнено полым и снабжено патрубком с клапанами для подвода и отвода воздуха. Концентричные каналы содержат средство для подачи пара. Центрифугу следует использовать для центрифугирования утфеля первого продукта, промежуточных продуктов, а также для аффинации желтого сахара последней кристаллизации при переработке сахарной свеклы и сахара-сырца. Изобретение обеспечивает повышение надежности работы сегрегатора путем обеспечения полного перекрытия периферийного канала, отводящего один из оттеков утфеляThe prototype of the claimed device is a centrifuge for the separation of massecuite sugar production (RU 2203146) with the achievement of a clear division of the edema. The centrifuge contains a casing, a filter drum on the drive shaft, a segregator made in the form of a ring of elastic material with the possibility of changing its outer diameter, and an annular partition mounted on the bottom of the casing with the formation of concentrically arranged channels for separate drainage. The segregator ring is hollow and equipped with a nozzle with valves for supplying and discharging air. Concentric channels contain means for supplying steam. The centrifuge should be used for centrifuging the massecuite of the first product, intermediate products, as well as for the refining of yellow crystallization sugar in the processing of sugar beets and raw sugar. The invention provides increased reliability of the segregator by ensuring complete overlap of the peripheral channel, diverting one of the outflows of massecuite

В описанных выше аналогах невозможно достичь регулировки фракционного состава продуктов разделения и невозможно регулировать производительность аппаратов из-за отсутствия в их конструкции узлов, позволяющих это делать.In the analogs described above, it is impossible to achieve the adjustment of the fractional composition of the separation products and it is impossible to regulate the performance of the devices due to the lack of nodes in their design that allow this.

Раскрытие изобретения.Disclosure of the invention.

Задачей изобретения является разработка центрифуги непрерывного действия для разделения жидких и других смесей, конструкция которой позволит:The objective of the invention is to develop a continuous centrifuge for the separation of liquid and other mixtures, the design of which will allow:

1. Регулировать фракционный состав продуктов разделения.1. To regulate the fractional composition of the separation products.

2. Регулировать производительность аппарата по сырью.2. Regulate the performance of the apparatus by raw materials.

3. Производить быструю разборку и сборку рабочих частей центрифуги для осуществления регулярных профилактических мероприятий, что необходимо в случае использования центрифуги в пищевой промышленности.3. To quickly disassemble and assemble the working parts of the centrifuge for regular preventive measures, which is necessary in the case of using the centrifuge in the food industry.

4. Несущей средой сырьевой смеси может быть как жидкость так и газ, а взвешенной фазой могут быть частицы в любом агрегатном состоянии или смесь частиц, которые находятся в разных агрегатных состояниях.4. The carrier medium of the raw mixture can be either liquid or gas, and the suspended phase can be particles in any state of aggregation or a mixture of particles that are in different state of aggregation.

Сущность изобретения состоит в том, что предложенная центрифуга снабжена приводом, позволяющим плавно регулировать частоту вращения рабочего барабана за счет плавного изменения частоты вращения электродвигателя, что позволит регулировать производительность аппарата при различных свойствах разделяемой взвеси в соответствии с потребностями пользователя. При этом рабочий барабан снабжен регулируемыми клапанами отбора продуктов разделения 2 (Фиг.1), которые обеспечивают регулируемую высоту отбора продуктов разделения и их расход, что позволит приспособить аппарат для работы с различным по составу сырьем, причем рабочий барабан может быть снабжен двумя, тремя или более рядами указанных клапанов по числу фракций, которое желает отобрать пользователь, при этом каждый ряд клапанов настраивается на отбор одной из фракций. При этом камеры приема продуктов разделения снабжены эксцентриковыми затворами, а клапаны отбора продуктов разделения состоят из корпуса 16 (Фиг.2), иглы 17 и контргаек 18, причем контргайка иглы имеет коническую резьбу, а ответная резьба на корпусе имеет разрез для компенсации деформаций. Такое устройство клапанов позволит плавно регулировать параметры отбираемых продуктов разделения и надежную работу клапана.The essence of the invention lies in the fact that the proposed centrifuge is equipped with a drive that allows you to smoothly control the rotational speed of the working drum due to the smooth change of the rotational speed of the electric motor, which will allow you to adjust the performance of the device with various properties of the shared suspension in accordance with the needs of the user. At the same time, the working drum is equipped with adjustable valves for the selection of separation products 2 (Figure 1), which provide an adjustable height for the selection of separation products and their consumption, which will allow the apparatus to be adapted to work with different raw materials, and the working drum can be equipped with two, three or more rows of these valves according to the number of fractions that the user wants to select, while each row of valves is configured to select one of the fractions. In this case, the reception chambers of the separation products are equipped with eccentric closures, and the valves for selecting the separation products consist of a housing 16 (Figure 2), a needle 17 and locknuts 18, and the needle locknut has a tapered thread and the counter thread on the housing has a cut to compensate for deformations. Such a device of the valves will allow you to smoothly adjust the parameters of the selected separation products and the reliable operation of the valve.

При этом предложенная центрифуга состоит из рабочего барабана 1 (Фиг.1), клапанов барабана 2, приемной камеры тяжелых продуктов разделения 3, приемной камеры легких продуктов разделения 4, приводного шпинделя 5, рамы 6, электропривода с плавной регулировкой частоты вращения 7, трубы подвода сырья 8, штуцера отвода легких продуктов 9, штуцера отвода тяжелых продуктов 10, быстросъемного эксцентрикового затвора 11, муфты компенсационной 12. При этом барабан 1 состоит из обечайки 13, ребер 14, днища 15. При этом сливные клапаны (Фиг.2) состоят из корпусов 16, игл 17, контргаек 18.Moreover, the proposed centrifuge consists of a working drum 1 (Fig. 1), valves of a drum 2, a receiving chamber for heavy separation products 3, a receiving chamber for light separation products 4, a drive spindle 5, a frame 6, an electric drive with continuously variable speed control 7, a supply pipe raw materials 8, the outlet pipe for light products 9, the pipe outlet for heavy products 10, a quick-release eccentric shutter 11, a compensation sleeve 12. Moreover, the drum 1 consists of a shell 13, ribs 14, bottom 15. In this case, the drain valves (Figure 2) consist of buildings 16, and L 17, lock nuts 18.

Работа центрифуги осуществляется следующим образом:The operation of the centrifuge is as follows:

включается электропривод 7, исходная смесь подается в трубу подвода сырья 8, по которой сырье движется к центру днища 15 рабочего барабана и попадает на ребра 14, посредством которых сырье вовлекается во вращательное движение вместе с барабаном и прижимается центробежными силами к обечайке барабана, где начинается осаждение более тяжелых фракций и всплытие более легких фракций. Под действием вновь поступающего сырья массы взвеси движутся к верхней части барабана вдоль образующих цилиндра барабана. При этом скорость вращения барабана должна быть такой, при которой нижний слой движущейся массы, обогащенной тяжелыми фракциями, не будет смешиваться с верхним слоем, обогащенным легкими фракциями. Однако при этом скорость вращения барабана должна быть такой, при которой взвешенные частицы более тяжелых фракций, в зависимости от потребности пользователя, будут осаждаться на стенки обечайки или не будут осаждаться и продолжат свое движение вверх вдоль стенок барабана. В верхней части барабана расположены клапаны отбора тяжелых и легких фракций. Возможна установка дополнительных рядов клапанов отбора промежуточных фракций. Вращая корпус клапана в резьбовом отверстии обечайки, необходимо настроить желаемую высоту отбора соответствующей фракции. Во время работы центрифуги массы, обогащенные легкими фракциями, сливаются в отверстия клапанов, находящиеся на более высоком уровне, а массы, обогащенные более тяжелыми компонентами, сливаются в отверстия клапанов, расположенные на более низком уровне. При этом центрифуга может быть оснащена двумя, тремя или более рядами клапанов по числу фракций, которые необходимо отбирать. Также при настройке сливных клапанов необходимо установить желаемый расход каждой фракции, вращая иглы 17, прикрывая или открывая этим отверстие канала в корпусе клапана.the electric drive 7 is turned on, the initial mixture is fed into the feed supply pipe 8, through which the raw material moves to the center of the bottom 15 of the working drum and enters the ribs 14, through which the raw material is drawn into the rotational movement together with the drum and pressed by centrifugal forces to the shell of the drum, where deposition begins heavier fractions and the emergence of lighter fractions. Under the action of newly incoming raw materials, the suspension masses move to the upper part of the drum along the drum cylinder generators. In this case, the rotation speed of the drum should be such that the lower layer of the moving mass enriched in heavy fractions will not mix with the upper layer enriched in light fractions. However, the rotational speed of the drum should be such that suspended particles of heavier fractions, depending on the user's needs, will settle on the walls of the shell or will not settle and continue their upward movement along the walls of the drum. At the top of the drum are valves for the selection of heavy and light fractions. It is possible to install additional rows of valves for the selection of intermediate fractions. Rotating the valve body in the threaded hole of the shell, it is necessary to adjust the desired sampling height of the corresponding fraction. During operation, centrifuges masses enriched in light fractions merge into the valve openings at a higher level, and masses enriched in heavier components merge into the valve openings located at a lower level. In this case, the centrifuge can be equipped with two, three or more rows of valves according to the number of fractions that need to be selected. Also, when adjusting the drain valves, it is necessary to establish the desired flow rate of each fraction by rotating the needles 17, covering or opening the channel opening in the valve body.

Приемные камеры продуктов разделения снабжены быстросъемными эксцентриковыми затворами, предназначенными для быстрого и легкого отъема названных камер для доступа к частям центрифуги, требующим регулярной промывки и стерилизации, что необходимо в пищевой промышленности.The receiving chambers of the separation products are equipped with quick-release eccentric shutters designed for quick and easy removal of these chambers for access to parts of the centrifuge, requiring regular washing and sterilization, which is necessary in the food industry.

Плавная регулировка частоты вращения барабана может быть осуществлена при установке на аппарат двигателя постоянного тока и соответствующего регулируемого источника питания, позволяющего плавно регулировать частоту вращения ротора двигателя и соответственно рабочего барабана центрифуги. Либо плавная регулировка частоты вращения барабана может быть осуществлена при установке на аппарат асинхронного двигателя с трехфазным питанием от преобразователя частоты, у которого предусмотрена плавная регулировка частоты подаваемого на двигатель электрического переменного тока.Smooth adjustment of the rotational speed of the drum can be carried out by installing a direct current motor and an appropriate regulated power source on the apparatus, which makes it possible to smoothly control the rotational speed of the motor rotor and, accordingly, the centrifuge working drum. Or a smooth adjustment of the drum rotation frequency can be carried out when an asynchronous motor with three-phase power is installed on the apparatus from a frequency converter, which provides for a smooth adjustment of the frequency of electric alternating current supplied to the engine.

Таким образом, сочетая вышеуказанные регулировки клапанов с регулировкой частоты вращения барабана и расходом сырьевой смеси, можно настроить центрифугу на работу с желаемой производительностью, а также с желаемым расходом каждой отбираемой фракции и желаемым составом каждой отбираемой фракции.Thus, combining the above valve adjustments with adjusting the rotational speed of the drum and the flow rate of the raw material mixture, you can configure the centrifuge to work with the desired capacity, as well as with the desired flow rate of each selected fraction and the desired composition of each selected fraction.

Описанные выше регулировки, при использовании их в комплексе, позволяют гибко приспособить аппарат к изменяющимся условиям работы.The adjustments described above, when used in combination, allow the device to be flexibly adapted to changing working conditions.

При реализации изобретения могут быть получены следующие результаты:When implementing the invention, the following results can be obtained:

1. Диапазон регулировки фракционного состава продуктов разделения может быть в пределах от полного отсутствия взвешенных частиц, до максимально возможного их содержания в среде-носителе.1. The range of adjustment of the fractional composition of the separation products may range from the complete absence of suspended particles, to the maximum possible content in the carrier medium.

2. Расход каждой отбираемой фракции может быть отрегулирован от нулевого значения до максимальной пропускной способности клапана.2. The flow rate of each sample fraction can be adjusted from zero to the maximum valve capacity.

3. Производительность центрифуги можно регулировать от нулевого значения до суммарной пропускной способности всех клапанов отбора продуктов разделения.3. The performance of the centrifuge can be adjusted from zero to the total throughput of all separation product selection valves.

4. Центрифугу можно быстро и удобно разобрать и собрать для проведения регулярных профилактических работ, что необходимо в случае использования заявляемого аппарата в пищевой промышленности.4. The centrifuge can be quickly and conveniently disassembled and assembled for regular preventive maintenance, which is necessary if the inventive apparatus is used in the food industry.

Таким образом, предложенное устройство позволяет достичь эффективного разделения смесей различного происхождения и состава, с возможностью задавать концентрацию взвешенных частиц в продуктах разделения, а так же имеется возможность регулировать количество отбираемых фракций, сочетая регулировки клапанов с регулировкой частоты вращения барабана и расходом сырьевой смеси, можно настроить центрифугу на работу с желаемой производительностью, при этом заявляемый аппарат позволяет гибко приспосабливаться к изменяющимся условиям работы.Thus, the proposed device allows to achieve effective separation of mixtures of various origin and composition, with the ability to set the concentration of suspended particles in the separation products, and it is also possible to adjust the number of fractions taken, combining valve adjustments with adjusting the rotational speed of the drum and the flow rate of the raw material mixture. centrifuge to work with the desired performance, while the inventive apparatus allows you to flexibly adapt to changing working conditions .

Краткое описание прилагаемых фигур.A brief description of the attached figures.

На фигуре 1 изображен продольный разрез предложенного устройства для разделения смесей.The figure 1 shows a longitudinal section of the proposed device for separating mixtures.

На фигуре 2 изображен увеличенный фрагмент с фигуры 1, заключенный в окружность, на котором изображены клапаны отвода продуктов разделения.Figure 2 shows an enlarged fragment of Figure 1, enclosed in a circle, which shows the valves of the removal of separation products.

Claims

A centrifuge for separating liquid suspensions, characterized in that the centrifuge is equipped with a drive that allows you to smoothly control the speed of the working drum to control the flow rate of moving media, the working drum is equipped with adjustable valves for selecting separation products, and the working drum can be equipped with two, three or more rows of these valves according to the number of fractions that must be selected, while the reception chambers of the separation products are equipped with eccentric valves, while the selection valves of the products are separated eniya consist of a body of the needle and lock nuts, wherein the needle has a conical lock nut thread and mating threads on the housing has a slit for compensating deformations.