SU1789288A1

SU1789288A1 - Centrifuge for cleaning liquids

Info

Publication number: SU1789288A1
Application number: SU904909684A
Authority: SU
Inventors: Evgenij M Nedzelskij; Mikhail D Nedzelskij
Original assignee: Ir Selskokhoz I
Priority date: 1990-11-11
Filing date: 1990-11-11
Publication date: 1993-01-23

Description

Изобретение относится к устройствам для очистки жидкости и может быть использовано, например, при очистке масла в централизованных системах линии обкатки двигателей внутреннего сгорания, а также в других производствах.The invention relates to a device for cleaning liquid and can be used, for example, when cleaning oil in centralized systems of the line break-in internal combustion engines, as well as in other industries.

Известна, центрифуга с вращающимся барабаном, имеющая корпус, внутри которого установлен перфорированный барабан с вихревыми лопастями на боковой поверхности и конической торцовой поверхностью со стороны подводящего патрубка, патрубок подвода легкой фракции, образующий с корпусом карман со шламовыми окнами для отвода тяжелой фракции. Снаружи вихревых лопастей закреплен шнек, один конец которого размещен в кармане, а другой закрыт механическим затвором, расположенным на корпусе в зоне конической торцовой поверхности барабана (авт.св. № 751438, кл. В 04 В 3/00, 1974).It is known that a centrifuge with a rotating drum, having a housing inside which a perforated drum is installed with vortex blades on the side surface and a tapered end surface from the side of the inlet pipe, a light fraction supply pipe, forming a pocket with slurry windows with the case for removal of the heavy fraction. A screw is fixed outside the vortex blades, one end of which is placed in the pocket, and the other is closed by a mechanical shutter located on the body in the area of the conical end surface of the drum (ed. St. No. 751438, class B 04 B 3/00, 1974).

Известная центрифуга имеет недостаточно высокую производительность и степень очистки.Known centrifuge has a low productivity and degree of purification.

Наиболее близким к изобретению является центрифуга для очистки жидкости (авт.св. № 1450871, кл. В 04 В 3/00, 1989), имеющая корпус, патрубок для отвода очищен ной.жидкости устройства для отвода тяжелей фракции и смонтированные в корпусе на приводном валу перфорированные барабаны, на верхнем торце которых закреплены лопатки для раскручивания поступающей жидкости. Перфорированные барабаны установлены один под другим. Диаметр каждого последующего по направлению движения жидкости барабана превышает диаметр предыдущего.Closest to the invention is a centrifuge for cleaning liquid (ed. St. No. 1450871, class B 04 B 3/00, 1989), having a housing, a nozzle for draining cleaned liquid of a device for removing heavy fractions and mounted in a housing on a drive perforated drums to the shaft, on the upper end of which blades are fixed for unwinding the incoming fluid. Perforated drums are mounted one below the other. The diameter of each subsequent drum in the direction of fluid movement exceeds the diameter of the previous one.

Устройство для отвода тяжелой фракции состоит из прикрепленных к нижним торцам барабанов дисков, снабженных на периферии радиальными лопатками и имеющих окна для перетока жидкости из вышерасположенного барабана в зазор между корпусом и нижерасположенным барабаном, при этом приспособление для отвода очищенной жидкости выполнено в виде центробежного насоса.The device for draining the heavy fraction consists of discs attached to the lower ends of the drums, provided with radial blades on the periphery and having windows for the flow of liquid from the upstream drum into the gap between the housing and the downstream drum, while the device for draining the cleaned liquid is made in the form of a centrifugal pump.

Такая центрифуга для очистки жидкости в сравнении с современными центрифугами конструкции НИИХИММАШ при равной степени очистки имеет более высокую производительность, небольшую металлоемкость и стоимость.Such a centrifuge for liquid purification in comparison with modern centrifuges of the NIIKHIMMASH design with an equal degree of purification has higher productivity, low metal consumption and cost.

Однако при очистке жидкости, содержащей большое количество загрязнений (более 0,3 об.%), и особенно в тех случаях, когда в ней присутствуют легкие фракции, например, в виде хлопчатобумажных частиц - обтирочного материала и т.п., быстро за бивается перфорация барабанов этой центрифуги. Поэтому после 3-5 ч работы требуется очистка барабанов от загрязнений, а это связано с выполнением трудоемких операций: разборки корпуса, спрессовки подшипника с приводного вала и т.п.However, when cleaning a liquid containing a large amount of contaminants (more than 0.3 vol.%), And especially in those cases when light fractions are present in it, for example, in the form of cotton particles - wiping material, etc., it quickly gets clogged perforation of drums of this centrifuge. Therefore, after 3-5 hours of operation, the drums must be cleaned of dirt, and this is associated with the implementation of labor-intensive operations: disassembling the housing, pressing the bearing from the drive shaft, etc.

К недостаткам такой центрифуги относится также и то, что перфорированные барабаны расположены не в одной камере, а один под другим в замкнутых камерах (ступенях) корпуса, что усложняет конструкцию и снижает ее технологичность при изготовлении. Этот недостаток устройства препятствует изготовлению центрифуги на неспециализированных предприятиях, так как для его устранения необходимо применение механогидравлических затворов (выполненных с высокой степенью точности), которые располагаются между дисками перфорированных барабанов и опорными поверхностями фланцев корпуса и приемной камеры. Без этого очищенная жидкость будет смешиваться с неочищенной в направлении ее движения к отводному патрубку.The disadvantages of such a centrifuge include the fact that the perforated drums are not located in one chamber, but one below the other in closed chambers (steps) of the housing, which complicates the design and reduces its manufacturability. This disadvantage of the device prevents the manufacture of a centrifuge at non-specialized enterprises, since to eliminate it, it is necessary to use mechanical-hydraulic locks (made with a high degree of accuracy), which are located between the disks of perforated drums and the supporting surfaces of the flanges of the housing and the receiving chamber. Without this, the purified liquid will mix with the crude in the direction of its movement to the outlet pipe.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем очистки жидкости не только от тяжелых, но и от твердых легких фракций, а также упрощение конструкции, снижение энергозатрат и издержек при ее изготовлении и эксплуатации.The purpose of the invention is the expansion of technological capabilities by cleaning liquids not only from heavy, but also from solid light fractions, as well as simplifying the design, reducing energy costs and costs in its manufacture and operation.

Поставленная цель достигается тем, что в центрифуге, содержащей корпус, патрубок подвода неочищенной жидкости, устройство для отвода тяжелой фракции, перфорированный барабан и приспособление для отвода очищенной жидкости, перфорированный барабан своим основанием непосредственно насажен на бурт входного отверстия верхнего диска рабочего колеса центробежного насоса, а для отвода от рабочей поверхности перфорированного барабана тяжелых и твердых легких фракций центрифуги снабжена спиральной лентой, выполненной с поперечными узкими щелями и отражателями, прикрепленной к плоской части обода ступицы перфорированного барабана, при этом спиральная лента свободно охватывает перфорированный барабан, а нижним торцом установлена на поверхности верхнего диска рабочего колеса центробежного насоса, причем этот диск снабжен радиальными лопатками для сброса загрязнений в отводной патрубок тангенциального канала крышки корпуса центрифуги.This goal is achieved in that in a centrifuge containing a housing, a nozzle for supplying crude liquid, a device for draining a heavy fraction, a perforated drum and a device for draining purified liquid, the perforated drum with its base is directly mounted on the shoulder of the inlet of the upper disk of the impeller of the centrifugal pump, and for removal from the working surface of the perforated drum of heavy and solid light fractions of the centrifuge is equipped with a spiral tape made with transverse narrow fins and reflectors attached to the flat part of the rim of the hub of the perforated drum, while the spiral tape freely covers the perforated drum, and the lower end is mounted on the surface of the upper disk of the impeller of the centrifugal pump, and this disk is equipped with radial blades to discharge dirt into the outlet pipe of the tangential channel of the cover centrifuge housings.

Поперечные щели спиральной ленты имеют отогнутые края, которые по ходу ее вращения перекрывают прорези и образуют отражатели с узкими щелями для протока очищаемой жидкости, при этом величина щелей увеличивается от переднего к заднему концу спиральной ленты, а шаг между ее щелями остается постоянным.The transverse slots of the spiral tape have bent edges that overlap the slots during its rotation and form reflectors with narrow slots for the flow of the liquid being cleaned, while the size of the slots increases from the front to the rear end of the spiral tape, and the step between its slots remains constant.

Наличие спиральной ленты с узкими щелями и отражателями, смонтированной на перфорированном барабане; позволяет осуществлять сепарацию не только тяжелых, но и твердых легких фракций; увеличивает ресурс работы центрифуги без очистки рабочих органов в несколько раз; уменьшает габариты и металлоемкость.The presence of a spiral tape with narrow slots and reflectors mounted on a perforated drum; allows the separation of not only heavy, but also solid light fractions; increases the life of the centrifuge without cleaning the working bodies several times; reduces dimensions and metal consumption.

Компактное выполнение перфорированного барабана непосредственно на входном отверстии верхнего диска центробежного насоса, а также выполнение на этом же диске радиальных лопаток для сброса загрязнений к отводному патрубку повышает производительность, снижает энергозатраты на сепарацию, упрощает конструкцию, уменьшает габариты и металлоемкость.The compact design of a perforated drum directly at the inlet of the upper disk of a centrifugal pump, as well as the implementation of radial blades on the same disk to discharge contaminants to the outlet pipe, increase productivity, reduce the energy consumption for separation, simplify the design, and reduce overall dimensions and metal consumption.

Выполнение устройств рабочих органов под одной крышкой корпуса центрифуги и на консольном вертикальном приводном валу улучшает технологичность при изготовлении; при использовании откидных быстродействующих зажимов крышки корпуса повышает удобство обслуживания при проведении профилактики и очистки рабочих органов от осадков без разборки устройств.The implementation of the devices of the working bodies under one cover of the centrifuge housing and on the cantilever vertical drive shaft improves manufacturability in manufacturing; when using hinged high-speed clamps of the housing cover increases the convenience of maintenance during the prevention and cleaning of working bodies from precipitation without disassembling the devices.

На фиг. 1 показана предлагаемая центрифуга, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - отражатели и щели спиральной ленты.In FIG. 1 shows a proposed centrifuge, section; in FIG. 2 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 3 is a section BB in FIG. 1; in FIG. 4 - reflectors and slots of the spiral tape.

Центрифуга имеет корпус 1 с патрубком для отвода очищенной жидкости, крышки корпуса 1 с входным патрубком 4 для подвода неочищенной жидкости и патрубком 5 для отвода загрязнений (фиг. 2), а также устройство для сепарации тяжелых и твердых легких фракций, выполненное в виде спиральной ленты 6, свободно охватывающей перфорированный барабан 7 (фиг. 3), и устройство для тонкой очистки жидкости, выполненное в. виде перфорированного барабана 7.The centrifuge has a housing 1 with a nozzle for discharging purified liquid, a lid of the housing 1 with an inlet 4 for supplying a crude liquid and a nozzle 5 for removing contaminants (Fig. 2), as well as a device for separating heavy and hard light fractions, made in the form of a spiral tape 6, freely covering the perforated drum 7 (Fig. 3), and a device for fine cleaning the liquid, made in. perforated drum 7.

В корпусе 1 на приводном консольном валу 8 смонтированы рабочее колесо центробежного насоса 9 и перфорированный барабан 7 для тонкой очистки жидкости. Перфорированный барабан 7 имеет ступицуIn the housing 1, on the cantilever shaft 8, an impeller of a centrifugal pump 9 and a perforated drum 7 are mounted for fine cleaning of the liquid. Perforated drum 7 has a hub

10, закрепленную на валу 8 накидной гайкой10 mounted on shaft 8 with a union nut

11, и своим основанием насажен на бурт 12 входного отверстия верхнего диска 13 рабочего колеса центробежного насоса 9. Диск 13 выполнен диаметром, большим, чем основной диск 14 рабочего колеса центробежного насоса, и снабжен радиальными лопатками 15 (фиг. 2), которые размещены в кольцевом канале 16, образованном в выступе крышки 3, снабженной для отвода загрязнений тангенциальным патрубком 5 и вентилем 17.11, and its base is mounted on the shoulder 12 of the inlet of the upper disk 13 of the impeller of the centrifugal pump 9. The disk 13 is made with a diameter larger than the main disk 14 of the impeller of the centrifugal pump, and is equipped with radial blades 15 (Fig. 2), which are placed in an annular channel 16 formed in the protrusion of the cover 3, equipped with a tangential pipe 5 and valve 17 for discharging contaminants.

Для отвода очищенной жидкости к патрубку 2 в корпусе 1 выполнен спиральный канал отвода 18 (улитка), который уплотнен буртиком 19, расположенным на периферии диска 13, для предотвращения перетекания загрязненной жидкости из канала 16 в спиральный канал 18 отвода очищенной жидкости.To drain the cleaned liquid to the pipe 2 in the housing 1, a spiral channel 18 of the drain (snail) is made, which is sealed with a shoulder 19 located on the periphery of the disk 13 to prevent the contaminated liquid from flowing from the channel 16 into the spiral channel 18 of the purified liquid.

Для регулирования теплового режима работы и производительности центрифуги патрубок 2 отвода очищенной жидкости дополнительно имеет дроссельный вентиль 20.To regulate the thermal operating mode and performance of the centrifuge, the nozzle 2 of the outlet for the purified liquid additionally has a throttle valve 20.

В устройстве для сепарации тяжелых и твердых легких фракций для прохода потока жидкости к перфорации и снижения вакуума в межвитковом спиральном пространстве передний конец спиральной ленты располагают с зазором s к рабочей поверхности перфорированного барабана 7. Например, для перфорированного барабана диаметром 150 мм рекомендуется зазор s = 2-3 мм. Задний конец спиральной ленты устанавливают так, чтобы он перекрывал ее передний конец примерно на 1/8 витка.In the device for separating heavy and hard light fractions for the passage of fluid flow to the perforation and to reduce the vacuum in the inter-turn spiral space, the front end of the spiral tape is positioned with a gap s to the working surface of the perforated drum 7. For example, for a perforated drum with a diameter of 150 mm, a gap s = 2 is recommended -3 mm. The rear end of the spiral tape is set so that it overlaps its front end by about 1/8 of a turn.

Спиральная лента имеет поперечные прорези (просечки) с отогнутыми краями, которые при предварительном вытягивании по длине и отгибании по ходу вращения вала 8 перекрывают ширину прорезей и образуют отражатели 21 и узкие щели 22 (фиг. 4). Отражатели 21 и щели 22 располагаются по всей длине спиральной ленты 6 с постоянным шагом и увеличивающимся зазором (образующим щель 22) по направлению от переднего к заднему ее концу.The spiral tape has transverse slots (slots) with bent edges, which, upon preliminary stretching along the length and bending along the rotation of the shaft 8, overlap the width of the slots and form reflectors 21 and narrow slots 22 (Fig. 4). Reflectors 21 and slots 22 are located along the entire length of the spiral tape 6 with a constant pitch and increasing gap (forming a slit 22) in the direction from the front to its rear end.

Верхним торцом спиральная лента 6 жестко прикреплена к плоской части обода ступицы 10, а нижний ее торец посредством гайки 11 упирается на поверхность диска 13 рабочего колеса центробежного насоса 9. Такое выполнение позволяет свободно снимать спиральную ленту с перфорированного барабана при профилактической разборке.The upper end of the spiral tape 6 is rigidly attached to the flat part of the rim of the hub 10, and its lower end by means of a nut 11 rests on the surface of the disk 13 of the impeller of the centrifugal pump 9. This embodiment allows you to freely remove the spiral tape from the perforated drum during preventive disassembly.

Ступица 10 для раскручивания потока жидкости снабжена радиальными лопатками 23.The hub 10 for untwisting the fluid flow is provided with radial blades 23.

Устройство для тонкой очистски жидкости выполнено в виде перфорированного барабана 7 с отверстиями размером 0,3-1,0 мм, при этом его перфорированная обечайка соединена со ступицей 10 посредством шпонки (не показана).A device for fine cleaning the liquid is made in the form of a perforated drum 7 with holes of 0.3-1.0 mm in size, while its perforated shell is connected to the hub 10 by means of a key (not shown).

Центрифуга работает следующим образом.The centrifuge operates as follows.

Загрязненная жидкость под давлением через патрубок 4 попадает на лопатки 23 и раскручивается в кольцевой полости между перфорированным барабаном 7 и крышкой 3. Под действием центробежного поля, развиваемого лопатками 23 (а также спиральной лентой 6), находящиеся в жидкости тяжелые частицы (шлам) отбрасываются к стенкам крышки 3. Жидкость, содержащая более мелкие частицы и твердые легкие фракции, например частицы хлопчатобумажных тканей обтирочного материала и т.п., сосредотачиваются и отжимаются к поверхности вращающейся спиральной ленты 6, где попадают на отражатели 21, которые поочередно отбрасывают эти фракции от ее поверхности к периферии потока (к стенкам крышки 3). При этом сила отбрасывания твердых фракций по мере увеличения радиуса кривизны спиральной ленты 6 резко возрастает на ее отражателях, что не только способствует сепарации массы потока жидкости, но и предотвращает забивание ячеек перфорированного барабана 7 осадком твердых тяжелых и легких фракций.The contaminated liquid under pressure through the pipe 4 enters the blades 23 and spins in the annular cavity between the perforated drum 7 and the cover 3. Under the action of the centrifugal field developed by the blades 23 (as well as spiral tape 6), heavy particles (sludge) in the liquid are discarded to the walls of the lid 3. A liquid containing finer particles and solid light fractions, such as particles of cotton fabrics wiping material, etc., are concentrated and squeezed to the surface of the rotating spiral tape 6, g do not fall on the reflectors 21, which alternately discard these fractions from its surface to the periphery of the stream (to the walls of the cover 3). In this case, the force of rejection of solid fractions with an increase in the radius of curvature of the spiral tape 6 sharply increases at its reflectors, which not only contributes to the separation of the mass of the fluid flow, but also prevents clogging of the cells of the perforated drum 7 with precipitation of solid heavy and light fractions.

Жидкость, предварительно очищенная вращающейся спиральной лентой 6 под действием полей разрежения, создаваемых в полости, образованной между ее витками и под каждым ее отражателем 21, поступает на тонкую очистку и проходит через отверстия перфорированного барабана 7. Здесь она подвергается динамическому действию перфорации - отталкиванию твердых частиц при прохождении ими живых сечений отверстий в сетке.The liquid pre-cleaned by a rotating spiral tape 6 under the action of the rarefaction fields created in the cavity formed between its turns and under each of its reflectors 21 is fed to a fine cleaning and passes through the holes of the perforated drum 7. Here it is subjected to the dynamic action of perforation - repulsion of solid particles when they pass through live sections of the holes in the grid.

Жидкость после повторного (тонкого) разделения попадает в полость перфорированного барабана 7 и через входное отверстие диска 13 откачивается рабочим колесом центробежного насоса 9, а затем отводится через патрубок 2 из центрифуги в бак.After repeated (thin) separation, the liquid enters the cavity of the perforated drum 7 and is pumped out by the impeller of the centrifugal pump 9 through the inlet of the disk 13, and then is discharged through the nozzle 2 from the centrifuge into the tank.

Тяжелые фракции, отбрасываемые к стенкам крышки 3, а также более легкие твердые частицы (хлопчатобумажные и т.п.), отбрасываемые вращающейся спиральной лентой 6 к периферии потока, захватываются аксиальным потоком очищаемой жидкости, сползают вдоль стенок крышки 3 вниз и попадают на вращающийся диск 13; посредством радиальных лопаток 15 твердые фракции вместе с жидкостью в виде сгущенной массы или концентрата сбрасываются в кольцевой канал Тб и отводятся по тангенциальному патрубку 5.The heavy fractions thrown to the walls of the lid 3, as well as lighter solid particles (cotton, etc.), thrown by a rotating spiral tape 6 to the periphery of the stream, are captured by the axial flow of the liquid being cleaned, slide down along the walls of the cover 3 and fall on the rotating disk thirteen; by means of radial blades 15, solid fractions together with the liquid in the form of a condensed mass or concentrate are discharged into the annular channel Tb and are discharged along the tangential nozzle 5.

Вентиль 17 позволяет производить беспрерывный или периодический выпуск жидкости в виде концентрата крупных (шлама) и мелких твердых фракций.The valve 17 allows for continuous or periodic release of fluid in the form of a concentrate of large (sludge) and small solid fractions.

Claims

Claim

A centrifuge for cleaning liquid, comprising a housing with a nozzle for supplying untreated liquid, a device for draining the heavy fraction, including blades radially located in the housing and tangentially attached to the housing, a nozzle mounted in the housing on the drive shaft with a perforated drum with a hub and a device for removing purified liquid, made in the form of a centrifugal pump, consisting of the upper and lower disks and the impeller located between them, I distinguish by the fact that, in order to expand the techno ogical possibilities by cleaning the liquid not only from heavy but also light solid fractions, as well as simplifying the design, the perforated drum is mounted on the inlet of the upper disk of the centrifugal pump, and the radial blades are mounted on the periphery of this disk, while a spiral covering it is attached to the hub of the drum a tape having notches, the edges of which are bent in the direction coinciding with the direction of rotation of the drum, with the formation of slots and reflectors.