ФИЛЬТРУЮЩАЯ ЦЕНТРИФУГА

Устройство предназначено для очистки тонкодисперсных суспензий при фильтровании в центробежном поле и может найти применение в химической, нефтехимической, фармакологической, машиностроительной, металлургической и других отраслях промышленности, а также при очистке промышленных и хозбытовых сточных вод.
Известна конструкция фильтрующей центрифуги с поршневой выгрузкой осадка, содержащая станину, смонтированный на полом валу ротор, размещенный внутри него толкатель, закрепленный на штоке и установленный внутри вала ротора с возможностью возвратно-поступательного движения, привод вращения ротора, гидроцилиндр с поршнем и золотники с управляющими электромагнитными элементами (авт.св. СССР №1025455, В04В 3/02, 1983).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится снижение производительности, так как при срезании поршнем осадка частицы тонкодисперсной фазы, уплотненные центробежной силой, вдавливаются в поры фильтровального материала, что резко увеличивает его сопротивление и приводит к необходимости остановки центрифуги на регенерацию фильтровального материала.
Известна центрифуга для обезвоживания навоза, содержащая корпус, расположенный в нем конусообразный перфорированный ротор, вибратор с приводом, патрубки подачи навоза и слива жидкой фазы и средство для регенерации в виде крыльчатки, размещенное в зазоре между корпусом и боковой поверхностью ротора и закрепленное на валу, установленном коаксиально валу ротора, при этом крыльчатка связана с приводом вибратора, /авт.св. СССР №1395376, кл. В04В 3/06, 1988/.
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится снижение производительности во времени из-за недостаточной регенерирующей способности крыльчатки удалять частицы тонкодисперсной фазы с боковой перфорированной поверхности ротора, а также сложность конструкции и эксплуатации, связанная с работой вибратора и его привода.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков к заявленному объекту и принятым за прототип является фильтрующая центрифуга, содержащая корпус, расположенный в нем перфорированный ротор, привод вращения ротора, патрубки подачи суспензии и слива жидкой фазы и средство для регенерации, размещенное в зазоре между корпусом и боковой поверхностью ротора и закрепленное на валу, связанным с отдельным приводом, при этом средство для регенерации выполнено в виде валика, имеющего форму овала или многогранника, а его вал установлен параллельно боковой поверхности ротора. Кроме того, вал может быть установлен с эксцентриситетом относительно оси валика. (Патент РФ №2116139, В04В 3/00, 15/06, 1998 г.).
К причинам, препятствующим достижению заданного технического результата, относится сложность конструкции средства для регенерации, требующей установки дополнительного вала с валиком, связанного с отдельным приводом.
Техническим результатом предлагаемой конструкции центрифуги является упрощение конструкции средства для регенерации за счет использования в качестве такого средства дополнительной фильтрующей центрифуги.
Поставленный технический результат достигается тем, что в фильтрующей центрифуге, содержащей корпус, расположенный в нем перфорированный ротор, привод вращения ротора, патрубки для подачи суспензии и слива фильтрата, и средство для регенерации, размещенное между корпусом и боковой поверхностью ротора, при этом в корпусе, параллельно с фильтрующей центрифугой установлена дополнительная фильтрующая центрифуга, образующая с ней средство для регенерации, при этом боковые поверхности роторов обеих центрифуг образуют зазор 2÷6 мм.
Использование в качестве средства для регенерации дополнительной фильтрующей центрифуги, установленной в корпусе параллельно с уже установленной фильтрующей центрифугой позволяет отказаться от дополнительной установки вала с валиком на отдельном приводе, что упрощает общую конструкцию устройства и его эксплуатацию.
Параллельная установка дополнительной фильтрующей центрифуги относительно уже установленной фильтрующей центрифуги, так что боковые поверхности роторов обеих центрифуг образуют зазор 2÷6 мм, позволяют за счет эффекта гидроклина в этом зазоре создавать обратный поток фильтрата, который регенерирует фильтровальные поры обоих перфорированных роторов, выбивать из них заклинившие частицы суспензии и взрыхлять осадок, образующийся при центробежном фильтровании на внутренней фильтрующей поверхности обоих роторов.
Снижение заявленной величины зазора менее 2 мм, δ<2 мм, создает большое избыточное давление за счет эффекта гидроклина, которое может разрушить стенку ротора. Кроме того, такой небольшой зазор повышает требования к точности установки обоих роторов относительно друг друга.
Увеличение зазора сверх заявляемых 6 мм, δ>6 мм, уменьшает противодавление, образующееся в этом зазоре за счет гидроклина, что снижает возможность полной регенерации фильтрующей поверхности каждого ротора от уловленных частиц.
Так как противодавление зависит от вязкости фильтрата, то для жидкостей малой вязкости величина зазора должна быть ближе к заявляемому нижнему пределу δ=2 мм, для жидкостей средней и повышенной вязкости зазор может быть увеличен до 6 мм - верхнему заявляемому пределу.
Таким образом, использование в качестве средства для регенерации дополнительной фильтрующей центрифуги позволяет отказаться от специальной его конструкции, включающей вал с валиком и привод, то есть упростить конструкцию фильтрующей центрифуги, так как одна центрифуга в этом случае становится средством регенерации другой центрифуги.
На фиг.1 показан продольный разрез предлагаемой конструкции центрифуги, на фиг.2 - ее поперечный разрез по сечению А-А.
Фильтрующая центрифуга содержит корпус 1, расположенный в нем перфорированный ротор 2, привод вращения ротора 3, патрубки 4 и 5 подачи исходной суспензии и слива фильтрата и средство для регенерации боковой поверхности ротора 2, представляющего собой дополнительную фильтрующую центрифугу, установленную так, что боковые поверхности роторов 2 образуют зазор δ=2÷6 мм. Для удержания фильтрата в этом зазоре между роторами в начале и в конце их длины закреплены боковые стенки 6 с днищем 7 на опорах 8.
Фильтрующая центрифуга работает следующим образом.
Приводы 3 приводят во вращение роторы 2 обеих фильтрующих центрифуг. По патрубку 4 подают исходную суспензию, которая под действием центробежного поля равномерно распределяется внутри роторов 2 по их боковой перфорированной поверхности.
Под действием центробежного давления жидкая фаза фильтруется через перфорированные поверхности роторов 2, а частицы осадка накапливаются на их внутренней поверхности. При этом мелкие частицы вдавливаются в поры перфорации и заклинивают их. Однако в зазоре δ между боковыми поверхностями обоих роторов 2 за счет эффекта гидроклина создается противодавление, которое выбивает мелкие частицы, застрявшие в порах, внутрь роторов 2, одновременно разрушая слои осадка, образующихся на внутренней поверхности роторов 2.
Так как для создания эффекта гидроклина в зазоре между роторами должен находиться фильтрат, то для его удержания служат боковые стенки 6 с днищем 7, установленные на опорах 8. Боковые стенки 6 установлены в начале и в конце роторов 2, то есть охватывают всю их длину, а значит, под регенерацию будут попадать оба ротора 2 по всей их поверхности за один оборот роторов.
Таким образом, использование в качестве средства для регенерации дополнительной фильтрующей центрифуги позволяет упростить конструкцию специально изготавливаемого известного средства для регенерации, включающего вал с валиком и отдельным приводом. В предлагаемой конструкции две установленные параллельно друг другу фильтрующие центрифуги являются друг для друга средством для регенерации пор в боковых поверхностях роторов и разрушения осадка. Кроме того, дополнительная фильтрующая центрифуга помимо того, что является средством для регенерации для уже установленной центрифуги, выполняет сама функцию фильтрующей центрифуги, то есть увеличивает производительность в 2 раза.